Development of Ultraviolet Thermally Activated Delayed Fluorescence Molecules Based on Boron-Containing Conjugated Ladder-Type Structures

基于含硼共轭梯型结构的紫外热激活延迟荧光分子的研制

基本信息

批准号：
21K05033
负责人：
吾郷友宏
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、良好な蛍光発光特性を持つ有機ホウ素化合物であるジベンゾヘテラボリン構造を複数連結した、ラダー型骨格を有する発光体の開発を行い、紫外領域で動作する熱活性化遅延蛍光（TADF）材料への展開を行う。このような短波長発光体は、紫外有機ELやhyperfluorescence用光源への活用が期待されるが、可視領域の発光体に比して発光効率や材料寿命、色純度などの点で大きく劣っており、革新的な紫外発光体の開発が望まれている。研究代表者はこれまでに、前述したラダー型構造を持つジベンゾヘテラボリンをアクセプター部位としたドナー・アクセプター型または多重共鳴型の青色TADF発光体を報告しており、本構造がTADFの特性向上に有効であることを見出している。そこで本研究では、ラダー型ジベンゾヘテラボリンを基本構造とし、ホウ素上置換基または共役系の構造を変更することで発光帯域を短波長シフトさせ紫外TADF特性の発現を検討した。今年度は、ジベンゾヘテラボリンに比して共役系を短縮したジチエノチアボリン骨格を持つドナー・アクセプター型分子の合成と性質について検討を行った。目的とした紫外発光を得ることはできなかったが、ドナーとしてフェノチアジンを導入したドナー・アクセプター型ジチエノチアボリンが二重発光特性を持つことを見出した。種々の分光学的検討および理論計算から、二重発光のうち短波長側は通常のπ-π*励起状態からの発光であり、長波長側の発光はフェノチアジン部位とジチエノチアボリン部位とのねじれに起因した電荷移動励起状態の形成に起因したものであることを明らかにした。また、ホウ素上置換基を酸素原子としたボリン酸エステル型発光体については、縮環骨格にボリン酸エステル構造を埋め込んだ多重共鳴型分子の合成を行い、本分子が近紫外領域で良好な発光性を持つことを明らかにした。

在这项研究中，我们将开发一种具有梯型骨架的发光体，其中多个二苯并杂硼烷结构是具有良好荧光发射性能的有机硼化合物，我们将开发在扩展到紫外区域。此类短波长发射器有望用于紫外有机EL和超荧光光源，但在发光效率、材料寿命、色纯度等方面明显逊色于可见光范围发射器，创新紫外光的发展需要发射器。主要研究人员此前报道了一种以二苯并杂硼酸作为受体部分的供体-受体型或多共振型蓝色TADF发射体，其具有上述梯形结构，并且该结构可以有效改善TADF的性能。。因此，本研究以梯型二苯并杂硼烷为基本结构，通过改变硼上的取代基或共轭体系的结构，将发射带向较短波长移动，并研究了紫外TADF特性的表达。今年，我们研究了具有二噻吩并噻硼烷骨架的供体-受体型分子的合成和性质，该分子的共轭体系比二苯并杂硼烷更短。尽管无法获得所需的紫外线发射，但发现引入吩噻嗪作为供体的供体-受体型二噻吩并噻吩具有双重发射特性。通过各种光谱研究和理论计算，发现双发射的较短波长侧来自正常的π-π*激发态，而较长波长侧来自吩噻嗪部分和二噻吩噻硼啉部分的发射据揭示，这是由于扭曲而形成电荷转移激发态造成的。此外，对于硼上以氧原子为取代基的硼酸酯型发光体，我们合成了多个具有嵌入稠环骨架的硼酸酯结构的共振分子，揭示了他具有性。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Aggregation-induced enhanced fluorescence by hydrogen bonding in π-conjugated tricarbocycles with a CF2CF2-containing cyclohexa-1,3-diene skeleton

含有 CF2CF2 的环己-1,3-二烯骨架的 π 共轭三碳环通过氢键聚集诱导增强荧光

DOI：
10.1039/d2me00055e
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ohsato Haruka;Morita Masato;Yamada Shigeyuki;Agou Tomohiro;Fukumoto Hiroki;Konno Tsutomu
通讯作者：
Konno Tsutomu

ドナー・アクセプター・ドナー型ジチエノチアボリンの合成と性質

供体-受体-供体型二噻吩噻硼啉的合成与性质

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
葉山翔太;吾郷友宏;福元博基
通讯作者：
福元博基

Synthesis, structural characterization, and reactivity of a dinuclear cobalt(II) (μ-hydroxo)(μ-pyrazolato) complex based on a hydrotris(pyrazolyl)borate ligand

基于氢化三(吡唑基)硼酸酯配体的双核钴(II)(μ-羟基)(μ-吡唑基)络合物的合成、结构表征和反应性

DOI：
10.1016/j.ica.2021.120533
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.8
作者：
Komatsuzaki Hidehito;Ohira Kazunari;Tadokoro Shun;Yamasaki Yuta;Oouchi Hitomi;Satoh Minoru;Agou Tomohiro;Tanaka Yuya;Akita Munetaka;Nakazawa Jun;Hikichi Shiro
通讯作者：
Hikichi Shiro

ホウ素の特徴を活かした光機能性分子の開発

开发利用硼特性的光功能分子

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
吾郷友宏
通讯作者：
吾郷友宏

Design, Regioselective Synthesis, and Photophysical Properties of Perfluoronaphthalene-Based Donor?Acceptor?Donor Fluorescent Dyes

全氟萘基供体-受体-供体荧光染料的设计、区域选择性合成和光物理性质

DOI：
10.1021/acs.joc.2c01446
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Funabiki Kazumasa;Yamada Kengo;Arisawa Yuta;Watanabe Arina;Agou Tomohiro;Kubota Yasuhiro;Inuzuka Toshiyasu;Miwa Yohei;Udagawa Taro;Kutsumizu Shoichi
通讯作者：
Kutsumizu Shoichi