らせん状多環芳香族炭化水素の分子軌道デザインに基づく強い円偏光発光の創出

基于螺旋多环芳烃分子轨道设计产生强圆偏振光发射

基本信息

批准号：
18J21819
负责人：
久保拓夢
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年度合成した高い円偏光発光非対称因子を示す8の字型ヘリセン二量体に関して、円偏光発光非対称因子が計算値と比較して小さいという問題の解明に取り組んだ。また、過去3年間の研究に対して考察を深め、学術誌への論文投稿を行った。昨年度合成したフェニレン架橋8の字型ヘリセン二量体の円偏光発光非対称因子は一般的な有機小分子と比較すると一桁程度大きい値を示していた。一方でTD-DFT法を用いた計算では非常に大きく、実測値との乖離があった。この理由を明らかにすることでより高い円偏光発光非対称因子を持つ分子設計指針が得られると考え、取り組んだ。まず計算による安定構造が、実際の構造と異なっていると想定し、構造安定化計算の初期値を変えて計算をし直した。しかし、別の安定構造は得られなかった。さらに、準安定構造由来の発光が見られると考え、低温での円偏光発光を測定したが、円偏光発光非対称因子に大きな違いは見られなかった。異なる計算手法にてTD-DFT法を試したが、同様に実測値との乖離が生じた。架橋をフェニレンからアセチレンに変更した化合物を合成したところ、フェニレン架橋分子と同様に高い円偏光発光非対称因子を示したが、同様に計算では実測値よりも高い円偏光発光非対称因子が算出された。以上より、実測と計算の乖離の原因を明らかにできなかった。過去に行った、優れた円偏光発光を示す[7]ヘリセン誘導体と、フェニレン架橋8の字型ヘリセン二量体に関して、遷移双極子モーメント密度マッピング解析を行った。これにより、円偏光発光非対称因子に関わる遷移電気・磁気双極子モーメントが分子骨格のどの部分に由来するかを明らかにできた。また、ドナー・アクセプター型強発光性[5]ヘリセン誘導体の、円偏光発光の溶媒依存性を明らかにした。以上の結果をまとめ、学会誌へと発表した。

今年，我们致力于澄清一个问题：与计算值相比，去年表现出高度圆形极化的发光不对称因子合成的圆形偏振光发射不对称因子，与计算值相比，它很小。在过去三年中，他还加深了对研究的考虑，并将论文提交给学术期刊。去年合成的苯烯交联的图-8二二聚体的循环光发射不对称因子的值大约比典型的小有机分子大约大的数量级。另一方面，使用TD-DFT方法的计算非常大，并且实际测量值存在差异。我们认为，通过阐明其原因，我们可以提供一个分子设计指南，具有较高的圆极化光发射因子。首先，我们假设通过计算获得的稳定结构与实际结构不同，并且结构稳定计算的初始值已更改，并重新计算计算。但是，没有获得其他稳定的结构。此外，我们认为可以看到来自亚稳态结构的发射，并且在低温下测量了圆形极化的光发射，但是在圆形极化的光发射不对称因素中没有发现显着差异。尽管使用不同的计算方法尝试了TD-DFT方法，但类似地，实际测量值也存在差异。当合成了从苯烯转换为乙炔的交联的化合物时，它显示出高圆形极化的光发射不对称因子，类似于苯烯交联的分子的高度不对称因子，但类似地，计算计算出一个圆形极性光发光因子发射不对称因子，发射不对称因子高于实际测量值。从以上，不可能阐明实际测量和计算之间差异的原因。对苯甲基桥接8的圆形极化发射的旋转衍生物进行了过渡偶极矩密度映射分析分析[7]和苯烯桥接8的图形的螺旋二聚体。此外，阐明了供体 - 受体类型的圆极化光发射的溶剂依赖性[5]螺旋衍生物。上述结果总结并发表在学术期刊上。