柔軟性側鎖を有するかご型シルセスキオキサンを基盤とした刺激応答性発光材料の創成

基于具有柔性侧链的笼形倍半硅氧烷的刺激响应性发光材料的创建

基本信息

批准号：
19J15035
负责人：
成清颯斗
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機成分のデザイン性と無機成分の高い耐久性を兼ね備えた分子として、かご型シルセスキオキサン(POSS)が注目されている。POSSはSi－O結合を骨格とした剛直な立方体の各頂点に有機側鎖を有する分子である。そのユニークな三次元構造に由来した特異な物性が着目され、発光団を修飾することで蛍光センサーとしての応用が期待される。しかし、骨格の剛直性に起因して刺激応答性が発現した報告は少なく、蛍光センサーへの応用のためには新たな分子設計指針の確立が必要である。本研究では、剛直なPOSSと発光団を柔軟な側鎖で連結することで、刺激応答性の発現と新奇蛍光センサーの開発を検討する。これらの背景を踏まえ、本研究員は側鎖間の高効率な分子内相互作用を積極的に利用することを着想し、種々のアニオンと結合能を示す水素結合ドナー性基を集積したPOSS誘導体の合成と蛍光センサーへの応用に取り組んだ。前年度の研究結果から、水素結合ドナー性基を集積したPOSS誘導体では、単一側鎖と同様の構造を有するモデル化合物と比較して高いアニオン結合能を示すことが明らかとなった。また、発光色素を修飾した場合、アニオンを認識する蛍光センサーとして利用できることを見出した。本年度では、種々の側鎖長を有するかご型シルセスキオキサン誘導体の合成方法を確立し、側鎖長と検出感度の関係性について評価した。その結果、側鎖長が短いPOSS誘導体ほど高感度で検出できることを見出し、低濃度条件下においても定量的な分析が可能であることを示した。本研究の成果は、有害のアニオン種を高感度に検出するための蛍光センサーとして利用できることが期待される。また、水素結合ドナー性基を他種の化学種と結合するリガンドに変えることで様々な検出対象に適用できると考えられる。

结合有机成分设计和高度耐用的无机成分的分子引起了人们的注意。 POSS是一个具有有机侧链的分子，在破烂的立方体的每个顶点，带有Si -o键作为骨架。从唯一的三维结构中得出的独特物理特性侧重于，并有望通过修改照明团队将其作为荧光传感器应用。但是，由于骨骼破布引起的刺激响应特性的报道很少，因此需要新的分子设计指南才能应用于荧光传感器。在这项研究中，我们将通过将破烂的POSS和光发射团队与灵活的侧链连接起来的刺激反应表达和新荧光传感器的发展。基于这些背景，研究人员在侧链之间使用高效的相互作用是积极的，并且是表明我们从事合成的各种阴离子并应用于荧光传感器的氢结合供体基团的衍生物。上一年的研究结果表明，与单个侧链相同结构的模型化合物相比，具有氢供体组的POSS衍生物显示出更高的阴离子。此外，发现如果修饰了光发色，可以用作识别阴离子的荧光传感器。在这个财政年度，建立了具有各种侧链的Kabo形Silessesquioxan衍生物的合成方法，并评估了侧链长度与检测灵敏度之间的关系。结果，发现可以在高灵敏度下检测到较短的POSS衍生物，并且在低浓度条件下进行了定量分析。预计这项研究的结果可以用作检测具有高灵敏度的有害阴离子物种的荧光传感器。此外，据认为，可以通过将其更改为与另一种化学物种结合的配体，将氢结合供体组应用于各种检测靶标。