高速フォトクロミズムを利用した自己組織化過程の時空間制御

利用高速光致变色对自组装过程进行时空控制

基本信息

批准号：
12J09290
负责人：
武藤克也
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Aoyama Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

多光子吸収により誘起される光学特性は、励起状態に関する基礎研究の側面のみでなく二光子吸収顕微鏡のような応用展開も可能であり、数多くの研究例が報告されている。特に三重項状態のような寿命の長い過渡種を利用した三重項―三重項消滅などの段階的二光子反応は、連続光照射により促進されるため効率的な光子活用手法として注目されている。本研究では高速フォトクロミック分子である[2.2]PC架橋型イミダゾール二量体のフォトクロミック反応に着目し、効率的に段階的二光子反応が進行する分子の開発を行った。[2.2]PC架橋型イミダゾール二量体の発色体であるビラジカル種は繰り返し生成が可能な準安定な過渡種として考えられ、ビラジカル種がさらに光吸収することで逐次反応を示せば、新奇な二光子吸収系の構築が可能であるといえる。そこで、2つのイミダゾール二量体部位が[2.2]パラシクロファンで架橋された[2.2]PC架橋型ビスイミダゾール二量体を合成し、フォトクロミック特性の検討を行った。ナノ秒レーザーを段階的に照射することで1光子反応により生成したビラジカル種を選択的に励起すると逐次反応が進行し、2つのC-N結合が解離したキノイド種の生成量が増大したことから、[2.2]PC架橋型ビスイミダゾール二量体のフォトクロミズムは段階的な二光子反応であることを見出した。さらに、この段階的二光子反応は連続光照射によっても促進され、効率よく進行することが明らかとなった。光照射によって生成する過渡種を準安定状態と見なす分子設計は、高効率に多光子反応を示す新奇な分子の設計につながり、逐次反応を利用した光子エネルギーの有効活用手法を構築するための重要な知見を得たといえる。

多光子吸收引起的光学特性不仅适用于激发态的基础研究，也适用于双光子吸收显微镜等应用，并且已经报道了许多研究实例。特别是，利用三重态等长寿命瞬态物种的逐步二光子反应（例如三重态-三重态湮灭）由于受到连续光照射的促进，作为有效的光子利用方法而受到关注。在本研究中，我们重点关注[2.2]PC交联咪唑二聚体（一种快速光致变色分子）的光致变色反应，并开发了一种能够有效进行逐步双光子反应的分子。 [2.2]双自由基物质是PC交联咪唑二聚体的成色剂，被认为是可以重复生成的亚稳态瞬态物质。如果双自由基物质通过进一步吸收光而表现出连续反应，则新型双自由基物质可以说是可以构建光子吸收系统。因此，我们合成了一种[2.2]PC交联的双咪唑二聚体，其中两个咪唑二聚体位点与[2.2]对环芳烷交联，并研究了其光致变色性能。当通过纳秒激光逐步照射选择性激发单光子反应产生的双自由基物种时，反应连续进行，并且解离两个C-N键产生的醌型物种的量增加2.2]我们发现PC的光致变色性。 -交联双咪唑二聚体是逐步双光子反应。另外，可知该阶段性的双光子反应也通过连续的光照射而被促进，并有效地进行。将光照射产生的瞬态物质视为亚稳态的分子设计可以设计出具有高效率的多光子反应的新型分子，这对于建立利用顺序反应有效利用光子能量的方法非常重要。获得了很多知识。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

フォトクロミックジフェニルアラニンの自己組織化ナノファイバーの創出と光学特性

自组装光致变色二苯丙氨酸纳米纤维的制备及其光学性能

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤田悠暉;新井克敏;武藤克也;山下裕明;小林洋一;阿部二朗
通讯作者：
阿部二朗

水溶性ナフトピランのフォトクロミック特性

水溶性萘并吡喃的光致变色性能

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
山根拓也;武藤克也;阿部二朗
通讯作者：
阿部二朗

Photochromism of a naphthalene-bridged imidazolc dimer constrained to the "anti" confbrmation

受限于“反”构象的萘桥咪唑二聚体的光致变色

DOI：
10.1021/ol401012u
发表时间：
2013
期刊：
Organic Letters
影响因子：
5.2
作者：
Katsuya Mutoh;Kentaro Shima;Tetsuo Yamaguchi;Masayuki Kobayashi and Jiro Abe
通讯作者：
Masayuki Kobayashi and Jiro Abe

高速フォトクロミズムを利用したビラジカル―キノイド原子価異性の直接観察

使用高速光致变色直接观察双自由基-醌型价异构现象