近赤外光でフォトクロミズムを示すジアリールエテンの開発

开发出在近红外光下表现出光致变色性的二芳基乙烯

• 批准号: 22KJ2513
• 负责人: 碇子 壱成
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2513/
• 关键词: フォトクロミズム; ジアリールエテン; 可視光応答; 三重項; 蛍光; スイッチング

2年目では、1年目までに課題として残っていた、ペリレンビスイミド（PBI）を連結したジアリールエテン（DAE）誘導体の、可視光照射に対する光閉環反応量子収率（0.0029）の向上を目的とした。分子設計において、1年目で明らかになった知見を基に、PBIの最低励起一重項状態のエネルギーレベルよりもDAEの三重項状態がエネルギー的に低いことを前提条件とした。これまでに分子のπ共役を拡張して吸収波長が長波長化したDAEが複数報告されているが、DAEの光反応に関与する反応点で共役系を拡張した分子が可視光閉環反応を示すことが報告されている。そこで、目的の達成に向けてDAEの光反応に関与する反応点でPBIと連結したDAE誘導体の合成を行った。四塩化炭素中において、合成した分子に波長532 nmのレーザー光を照射したところ、効率よく光閉環反応を示したことが認められた。可視光閉環反応の量子収率の測定を行った結果、0.048と算出され、以前に開発した分子と比べて、約16倍増大したことが認められた。この分子に対して分子軌道計算を行ったところ、LUMO+1において、光反応に関与する反応点を含んでPBIと連結するスペーサーまで軌道が広がっていることが明らかになった。以前に合成した分子のLUMO+1においては、スペーサーまで軌道は広がっているものの、反応点の寄与はほとんどないことが認められた。現在、これまでの知見を基に、更に高効率で可視光閉環反応を示すDAEの開発を目指している。

在第二年，目的是提高与可见光光照射有关的与per烯比二酰亚胺（PBI）相关的二二酰甲烷（DAE）衍生物（DAE）衍生物的量子产率（0.0029）。根据第一年揭示的发现，前提是DAE的三胞胎状态低于PBI最低激发单线状态的能级。据报道，几个DAE通过扩展分子的π共轭来扩展吸收波长，但据报道，DAES涉及的反应点扩展了共轭系统的分子表现出可见光的光环反应。因此，为了实现目标，在DAE的光反应中合成了与PBI相关的DAE衍生物。当合成分子被激光光照射，在四氯化碳中的波长为532 nm时，发现有效地进行了光圈闭合反应。测量了可见光环闭反应的量子产率，结果计算为0.048，与先前开发的分子相比，增加了约16倍。在该分子上进行了分子轨道计算，并揭示了Lumo+1的轨道延伸至连接到PBI的间隔物，包括光电反应涉及的反应点。据观察，在先前合成的分子Lumo+1中，轨道延伸到垫片，但对反应点几乎没有贡献。目前，根据先前的发现，我们的目标是开发出表现出更有效，可见的闭环反应的DAE。

项目成果

Boosting Visible Light-induced Photocyclization Quantum Yield of a Diarylethene-perylenebisimide Dyad by Introducing a Ketone Spacer Group

通过引入酮间隔基团提高二芳基乙烯-苝双酰亚胺二元组的可见光诱导光环化量子产率

• DOI: 10.1246/cl.220404
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Ikariko Issei;Kim Sunnam;Hiroyasu Yae;Higashiguchi Kenji;Matsuda Kenji;Yokojima Satoshi;Kurihara Seiji;Fukaminato Tsuyoshi
• 通讯作者: Fukaminato Tsuyoshi

反応点にペリレンビスイミドを連結したジアリールエテンの可視光フォトクロミズム

二芳基乙烯在反应位点与苝双酰亚胺连接的可见光光致变色

• 发表时间: 2022
• 作者: Ikariko Issei;Kim Sunnam;Hiroyasu Yae;Higashiguchi Kenji;Matsuda Kenji;Yokojima Satoshi;Kurihara Seiji;Fukaminato Tsuyoshi;碇子 壱成・金 善南・栗原 清二・深港 豪;碇子 壱成・金 善南・廣安 八重・東口 顕士・松田 建児・栗原 清二・深港 豪
• 通讯作者: 碇子 壱成・金 善南・廣安 八重・東口 顕士・松田 建児・栗原 清二・深港 豪

ペリレンビスイミド連結ジアリールエテンの可視光閉環反応の効率に及ぼす因子の検討

苝双酰亚胺连接二芳基乙烯可见光闭环反应效率影响因素研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Ikariko Issei;Kim Sunnam;Hiroyasu Yae;Higashiguchi Kenji;Matsuda Kenji;Yokojima Satoshi;Kurihara Seiji;Fukaminato Tsuyoshi;碇子 壱成・金 善南・栗原 清二・深港 豪
• 通讯作者: 碇子 壱成・金 善南・栗原 清二・深港 豪

ペリレンビスイミド連結ジアリールエテンの可視光閉環反応の長波長化

苝双酰亚胺连接的二芳基乙烯的长波长可见光闭环反应

• 发表时间: 2021
• 作者: 碇子 壱成;金 善南;栗原 清二;深港 豪
• 通讯作者: 深港 豪

蛍光色素連結ジアリールエテンの可視光フォトクロミズム

荧光染料连接的二芳基乙烯的可见光光致变色

• 发表时间: 2022
• 作者: 碇子 壱成;金 善南;栗原 清二;深港 豪
• 通讯作者: 深港 豪