Y字型縮環多環芳香族化合物の合成と機能発現

Y型稠合多环芳香族化合物的合成及功能表达

• 批准号: 20K15262
• 负责人: 宮崎 隆聡
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Fukuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15262/
• 关键词: 多環芳香族炭化水素; 構造有機化学; π電子材料; 吸収・蛍光; 光物性; 有機π電子; ドナー-アクセプター; 有機π電子系

多環芳香族炭化水素(PAH)はベンゼン環の縮環形式によって種々のHOMO-LUMOギャップや安定性を持ち、それに起因した光化学特性や電子的特性を示す。本研究は、直線的にベンゼン環が縮環したアセンに代わる優れた光化学特性や電子的特性を示しうるPAHとして、Y字型に縮環したPAHを提案し、その合成法と物性を評価するものである。その中で、申請者は2,3-ナフタルイミドにベンゾチオフェンおよびベンゾフランが2つ縮環したY字型化合物1および2を合成し、それらの化合物が溶媒の種類によって異なる蛍光波長を示す蛍光ソルバトクロミズム特性を持つことを明らかにした。測定溶媒として、シクロヘキサン、トルエン、THF、酢酸エチル、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトン、DMF、DMSO、アセトニトリル、エタノール、メタノールの12種類を用いた。吸収スペクトルにおいては、1と2はともに吸収極大のわずかな溶媒依存性を示し、溶液色の変化は観測されなかった。一方、蛍光測定においては、1と2の蛍光極大は大きな溶媒依存性を示し、溶媒極性パラメータET(30)と蛍光極大に直線関係が得られた。ベンゾチオフェンが縮環した1は2よりも大きな溶媒依存性を示し、蛍光色はシクロヘキサンの青色からメタノールの黄色までの変化が観測された。蛍光量子収率においてはベンゾフランが縮環した2が1よりも大きな値を示した。1と2での蛍光の溶媒依存性の違いは、2のHOMO準位が1のそれよりも低くなっており、それに起因するドナー性の低下によってpush-pull型電子構造が弱まったためと考えている。量子収率の違いについては、1と2の構造に起因していると考えている。DFT計算により2は平面構造を持つ一方で、1は室温で異性化可能なヘリカル構造を持つことが示唆された。そのため、1は励起状態で分子運動が大きくなり量子収率が下がったと考察している。

多环芳烃（PAHS）具有各种同型含量间隙和稳定性，具体取决于苯环的融合环形式，并表现出由这些环的光化学和电子特性。这项研究提出Y形融合的PAH作为PAH，可以表现出出色的光化学和电子性能，代替苯，其中苯环线性融合，并评估其合成方法和物理性能。其中，申请人合成了Y形化合物1和2，其中苯甲苯和苯并呋喃融合到2,3-萘酰亚胺中，并揭示这些化合物具有荧光溶剂化性质，这些特性表现出不同的荧光波长，取决于溶剂类型。作为测量溶剂，使用了12种类型：环己烷，甲苯，THF，乙酸乙酯，氯仿，二氯甲烷，丙酮，DMF，DMSO，DMSO，乙腈，乙醇，乙醇和甲醇。在吸收光谱中，1和2均表现出最大吸收的轻微溶剂依赖性，并且没有观察到溶液颜色的变化。另一方面，在荧光测量值中，1和2的荧光最大值表现出很大的溶剂依赖性，并且在溶剂极性参数ET（30）和荧光最大值之间获得了线性关系。 1，在融合苯甲酸苯的情况下，表现出大于2的溶剂依赖性，并且观察到荧光色从环己烷中的蓝色从甲醇中的黄色变为黄色。在荧光量子产率中，2与苯并呋喃融合的值大于1。荧光溶剂依赖1和2之间的差异被认为是因为2的同型水平低于1，而供体性能的下降却削弱了推动pull类型电子结构。量子产率的差异被认为归因于结构1和2。DFT计算表明2具有平面结构，而1在室温下具有同样的螺旋结构。因此，认为1在激发态下增加分子运动，量子产率降低。

项目成果

ジスルフィド結合を介してピレン基を導入した水溶性シクロファンの合成と還元応答

二硫键引入芘基水溶性环芳的合成及还原反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 今村悟;宮﨑隆聡;林田修
• 通讯作者: 林田修

ペリレンジイミド部位で連結した水溶性シクロファン２量体の合成と自己会合挙動

通过苝二酰亚胺部分连接的水溶性环芳二聚体的合成和自缔合行为

• 发表时间: 2023
• 作者: 荒木 優弥;宮﨑 隆聡;林田 修
• 通讯作者: 林田 修

ホストゲストコンジュゲートの合成と超分子集合体の構築

主客体缀合物的合成和超分子组装体的构建

• 发表时间: 2021
• 作者: 今村悟;宮﨑隆聡;林田修
• 通讯作者: 林田修

A fluorescence study on guest release of reduction-responsive host-guest conjugates having a disulfide bond

具有二硫键的还原响应主客体缀合物的客体释放的荧光研究

• DOI: 10.1246/cl.220259
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chem. Lett.
• 作者: Reyes;R. L.;Iwai;T.;and Sawamura;M.;Osamu Hayashida; Satoru Imamura; Takaaki Miyazaki
• 通讯作者: Osamu Hayashida; Satoru Imamura; Takaaki Miyazaki

ジスルフィド結合で連結したピレン二量体のレシオ型蛍光応答とシクロファンからなる超分子会合挙動

二硫键连接芘二聚体的比率型荧光响应及环芳超分子缔合行为

• 发表时间: 2023
• 作者: 林田 有未;宮﨑 隆聡;林田 修
• 通讯作者: 林田 修