ホウ素を含むπ共役電子系の光機能性の開拓

含硼π共轭电子系统光学功能的探索

基本信息

批准号：
15J04492
负责人：
安藤直紀
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き三配位ホウ素がキサンテン系色素の物性および機能に及ぼす効果の解明に取り組んだ．本年度は，ボラフルオレセイン誘導体の合成および物性の評価を行い，より詳細な知見を得ることに成功した．まず，昨年度問題となったボラフルオレセインの化学的安定性を改善するため，ボラフルオレセインの構造修飾を行った．その結果，フルオレセイン骨格の9位へのかさ高いアリール基の導入およびホウ素まわりの構造の平面固定化により化学的安定性の向上が認められた．つづいて，これまで困難であった極性溶媒中におけるボラフルオレセインの物性を評価した．アセトニトリル中DBU存在下，ボラフルオレセイン誘導体が800 nmを超える近赤外領域に吸収および蛍光を示すことを見出した．さらに，他の元素を含むフルオレセイン類縁体との比較および理論計算を用いた検討を行い，ボラフルオレセインの近赤外領域での吸収・蛍光特性が三配位ホウ素の特異な軌道相互作用に起因することを明らかにした．次に，ボラフルオレセイン誘導体のLewis塩基への応答性を検討した．各ボラフルオレセイン誘導体のアセトニトリル溶液に対しLewis塩基としてフッ化物イオンを添加したところ，いずれの誘導体においても吸収および蛍光特性に顕著な変化が認められた．これらの変化がホウ素の配位数変化に起因していることから，Lewis塩基およびブレンステッド塩基を組み合わせることで，ボラフルオレセインの光学特性を多段階で制御可能であることを明らかにした．以上の結果から，キサンテン骨格への三配位ホウ素の導入は色素の物性に大きな摂動を与え，元素の置換という単純なアプローチにより近赤外領域での吸収・蛍光特性が達成できることが示された．さらに，ホウ素中心のLewis酸性に基づき，色素の機能拡張が可能であることが明らかとなった．

继去年之后，我们致力于阐明三配位硼对呫吨染料的物理性质和功能的影响。今年，我们合成并评估了硼荧光素衍生物的物理性质，并成功获得了更详细的知识。首先，为了提高去年存在的硼荧光素的化学稳定性问题，我们对硼荧光素的结构进行了改造。结果发现，通过将体积大的芳基引入荧光素骨架的9位并将硼周围的结构固定在平面内，可以提高化学稳定性。接下来，我们评估了硼荧光素在极性溶剂中的物理性质，这在以前是很困难的。我们发现，在乙腈中存在 DBU 的情况下，硼荧光素衍生物在超过 800 nm 的近红外区域表现出吸收和荧光。此外，我们与含有其他元素的荧光素类似物进行了比较，并通过理论计算对其进行了检验，发现硼荧光素在近红外区域的吸收和荧光特性是由于三配位硼的独特轨道相互作用所致。接下来，我们研究了硼荧光素衍生物对路易斯碱的响应性。当氟离子作为路易斯碱添加到每种硼荧光素衍生物的乙腈溶液中时，观察到每种衍生物的吸收和荧光性质发生显着变化。由于这些变化是由硼配位数的变化引起的，我们证明了硼荧光素的光学性质可以通过结合路易斯碱和布朗斯台德碱在多个阶段进行控制。上述结果表明，在呫吨骨架中引入三配位硼极大地扰乱了染料的物理性质，并且可以通过简单的元素替代方法实现近红外区域的吸收和荧光性质．此外，研究表明可以扩展基于硼中心路易斯酸度的染料的功能。

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）

平面固定B-フェニルジベンゾボレピンの合成と基礎物性

平面固定B-苯基二苯并硼烷的合成及基本物理性质

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naoki ANDO;Tomokatsu KUSHIDA;Shigehiro YAMAGUCHI;安藤直紀，櫛田知克，山口茂弘
通讯作者：
安藤直紀，櫛田知克，山口茂弘

ボラフルオレセインの合成と光物性

硼荧光素的合成及光物理性质

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
早乙女広樹，安藤直紀，相田祐介，山口茂弘
通讯作者：
早乙女広樹，安藤直紀，相田祐介，山口茂弘

Synthesis and Fundamental Properties of B-Phenyldibenzo-Borepin and its Derivatives

B-苯基二苯并-Borepin及其衍生物的合成及基本性质

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ando Naoki; Soutome Hiroki;Yamaguchi Shigehiro
通讯作者：
Yamaguchi Shigehiro

キサンテン色素への三配位ホウ素の導入と元素効果の解明

将三配位硼引入呫吨染料并阐明元素效应

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kato;S.;Sakai;S.;Hirai;M.;Tasumi;E.;Nishizawa;M.;Suzuki;K. and Takai;K.;早乙女広樹，安藤直紀，相田祐介，山口茂弘
通讯作者：
早乙女広樹，安藤直紀，相田祐介，山口茂弘

Photocyclization of Dimesitylborylarenes

二二苯基芳烃的光环化

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naoki Ando;Tomokatsu Kushida;Aiko Fukazawa;Shuhei Itoyama;Yoshihito Shiota;Kazunari Yoshizawa;Shigehiro Yamaguchi
通讯作者：
Shigehiro Yamaguchi