緩やかな環状構造を持つπ拡張スチルベン：凝集誘起発光の学理と環境応答性液晶の追究

具有松散环状结构的π-延伸二苯乙烯：追求聚集诱导发光原理和环境响应型液晶

基本信息

批准号：
22KJ1276
负责人：
岩井梨輝
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1276/
关键词：
発光凝集誘起発光液晶

项目摘要

凝集誘起発光（AIE: aggregation induced emission）色素は、希薄溶液中では発光性を示さず、色素の凝集により強発光性を示す。従来の典型的な発光色素は希薄溶液中では強発光性を示す一方で、凝集した場合には消光してしまうことが多いため、AIE色素は凝集状態での発光が重要であるバイオイメージングや有機EL材料などへの応用が期待されている。申請者は、これまでに炭化水素のみからなる橋かけスチルベンの開発および希薄溶液中での無輻射失活過程の制御によるAIE色素の分子設計の確立を目指し研究を行っている。本研究では凝集状態および結晶状態の発光特性と分子構造の関係性を明らかにするため、共役拡張橋かけスチルベンの異なる位置に立体因子となるターシャリ―ブチル基が導入された化合物の合成を行い、それらの光物理的性質の測定を行った。これらの化合物は、良溶媒に溶解した状態から貧溶媒を加え分子を凝集させることで、蛍光量子収率の増加が見られ、AIE特性を示した。一方で、ターシャリ―ブチル基の導入された位置の違いにより結晶状態での発光特性が大きく異なった。これは分子の凝集状態および結晶構造の違いに起因していると考えられ、今後、結晶状態での時間分解の光物理的性質の測定によりそれらを解明する。また、分子設計の応用の幅を広げるべく橋かけスチルベンの橋かけ部分にヘテロ原子を導入した化合物の合成経路探索を行い、それら化合物の光物理的性質の測定も行い、ヘテロ原子の種類により光物理的性質が大きく変化することが判明した。さらに、これまでの研究により共役拡張橋かけスチルベン骨格の分子が比較的低温領域で液晶相を示すことが明らかになっており、この分子は光学・電子特性に優れた液晶分子であると予想されたため、この液晶分子の複屈折性の測定を行った。現在は、学術雑誌への投稿に向け執筆中である。

聚集诱导发射（AIE）染料在稀溶液中不发光，但由于染料聚集而表现出强烈的发光。虽然典型的传统发光染料在稀溶液中表现出强发光，但它们在聚集时通常会猝灭，因此，AIE染料可用于生物成像和有机材料，其中聚集态发光很重要，预计可应用于EL材料等。申请人一直在进行研究，目的是开发仅由碳氢化合物组成的交联二苯乙烯，并通过控制稀溶液中的非辐射失活过程来建立AIE染料的分子设计。在本研究中，为了阐明聚集态和结晶态的发光性能与分子结构之间的关系，我们合成了在共轭延伸交叉的不同位置引入叔丁基作为空间因子的化合物。测量了它们的光物理性质。当这些化合物溶解在良溶剂中并添加不良溶剂以使分子聚集时，观察到荧光量子产率增加，并且它们表现出AIE特性。另一方面，结晶状态下的发光特性根据叔丁基的导入位置而有很大差异。这被认为是由于分子的聚集状态和晶体结构的差异造成的，我们将通过测量晶体状态下的时间分辨光物理性质来阐明这一点。此外，为了扩大分子设计的应用范围，我们寻找了在交联二苯乙烯的桥联部分引入杂原子的化合物的合成路线，并测量了这些化合物的光物理性质。属性发生显着变化。此外，先前的研究表明，具有共轭延伸交联二苯乙烯骨架的分子在相对较低的温度下表现出液晶相，并且该分子有望成为具有优异光学和电子性能的液晶分子。该液晶分子的双折射。目前，我正在写一篇论文以提交给学术期刊。