π共役系超分子の構築と有機エレクトロニクスへの応用

π共轭超分子的构建及其在有机电子学中的应用

基本信息

批准号：
09F09046
负责人：
中村栄一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに独自の方法で開発したメチレン架橋フェニレンビニレン化合物(以下LOPVと略す)をもとに,これらのキノイド型誘導体を合成し,安定性ならびに物性評価を行った.フェニレンビニレンユニットが1つのLOPV1と同ユニットが2つのLOPV2の末端をヨウ素化し,パラジウム触媒を用いたマロノニトリルとのカップリング反応引き続く酸化反応により,末端にジシアノメチレン基を有するキノイド体QLOPV1およびQLOPV2をそれぞれ青色固体,緑色固体として得た.これらの化合物は空気中,溶液状態でも非常に安定であり,サイクリックボルタンメトリー測定でも可逆な酸化波・還元波を示すなど,電気化学的にも安定である.吸収測定により,QLOPV1,QLOPV2の最長波長吸収極大はそれぞれ750nm,1100nmと,可視～近赤外光領域に吸収帯を持つことを明らかにした.また,これらの化合物は近赤外領域に発光を示した.ESR測定により,QLOPV2はビラジカル性を示すことも明らかにした.一重項と三重項とエネルギー差は1.83eVと非常に小さいことが理論計算から見積もられており,これが原因であると考えられる.さらに,これらの化合物を化学的に2電子還元した化合物も安定に得られ,非常に強い発光を示すことも見出している.以上のように,QLOPVシリーズは近赤外吸収・発光色素として近赤外太陽電池,近赤外エレクトロルミネッセンスなど,これまでにない新たな用途を拓く化合物として期待されるほか,酸化還元による発光波長および強度の劇的な変化を利用することで,センサーやバイオイメージング色素などとしての応用も期待される.

基于采用独特方法开发的亚甲基桥联亚苯基亚乙烯基化合物（以下简称LOPV），我们合成了这些醌型衍生物，并评估了它们的稳定性和物理性质，并通过钯催化将两个LOPV2的末端碘化。与丙二腈的偶联反应和随后的氧化反应，末端被碘化。具有氰基亚甲基的醌类化合物QLOPV1和QLOPV2分别为蓝色固体和绿色固体。这些化合物在空气和溶液中非常稳定，即使通过循环伏安法测量它们也表现出可逆的氧化和还原波，并且电化学上也稳定。吸收测量表明QLOPV1和QLOPV2的最长波长吸收最大值分别为750 nm和1100 nm。结果表明，QLOPV2 在可见光至近红外光区域具有吸收带，此外，ESR 测量还表明 QLOPV2 具有双自由基性质。单重态和三重态之间的能量差非常小，为1.83eV，这被认为是其原因。此外，还发现了通过化学还原这些化合物的两个电子而获得的化合物。我们还发现它可以稳定获得并表现出非常强的发光。如上所述，QLOPV系列是一种前所未有的材料，可以用作近红外太阳能电池、近红外太阳能电池的近红外吸收/发射染料除了有望成为开辟新应用的化合物外，还有望利用氧化还原引起的发射波长和强度的巨大变化，用作传感器和生物成像染料。