超微小な粘度を蛍光寿命で定量できる「羽ばたく分子」の開発と光科学技術への展開

利用荧光寿命定量超细粘度的“扑动分子”的开发及其在光学科学技术中的应用

基本信息

批准号：
22KJ1712
负责人：
木村僚
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：
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

项目摘要

研究内容1．縮環様式が異なる羽ばたくペリレンビスイミドの光物性報告者は修士課程においてペリレンイミドを「羽」にもつ粘度応答型羽ばたき分子、FLAP1を独自に開発してきた。今年度、FLAP1とはシクロオクタテトラエン(COT)との縮環様式が異なる新たな羽ばたく分子FLAP2を合成した。本合成過程には、報告者が独自に開発した鍵前駆体に加え、マイクロ波加熱を併用することにより、高収率・短時間での合成を可能にした。FLAP1はトルエン中で弱い橙色蛍光を示したのに対し、FLAP2は強い緑色蛍光を示した。さらに、溶媒の極性が高くなると、蛍光量子収率が著しく低下し、蛍光寿命が短くなる性質をもつ。対応するペリレンビスイミドモノマーではそのような現象は見られず、溶媒に依存せず常に強い蛍光を示すため、この現象はFLAP2に独特である。超高速分光の専門家との研究を行った結果、励起状態で非常に速い速度で電子移動が起きているおり、無輻射失活(発光せず基底状態に戻ること)していることが明らかにした。現在は超高速分光の専門家と共に論文執筆中である。研究内容2．強い会合挙動を示す羽ばたくペリレンビスイミドの会合挙動評価FLAP2はかさ高い置換基を導入することで、分子同士の相互作用を阻害し、溶媒中における単分子物性を評価することに適した骨格であった。一方、長いアルキル鎖を用いることで溶解性を維持しつつ分子同士の会合挙動を観測できると期待された。この目的の元、合成されたFLAP3は狙い通り、メチルシクロヘキサン中で会合し、温度や濃度に応じて吸収スペクトルを変化させる。時間とともに溶液中の粒子径が増大することも強い会合挙動を示唆する結果となった。対応するPBIモノマーと比較したところ、会合定数は5000倍以上であり、会合の強さが定量的に証明された。今後は会合の様式や励起状態のダイナミクスを調べる予定である。

研究内容1。佩利亚二酰亚胺的光学特性的记者（用不同的融合环模式襟翼）开发了FLAP1，这是一种粘度反应性瓣分子，在他的师父计划中使用pery酰亚胺作为“翼”。今年，我们合成了一个新的皮瓣分子flap2，该分子与CyclooctateTraene（COT）的融合环样式不同。在此合成过程中，除了记者开发的关键前体外，微波加热与微波加热一起使用，从而可以在很短的时间内以高收率合成。 FLAP1在甲苯中表现出弱的橙色荧光，而FLAP2表现出强烈的绿色荧光。此外，当溶剂的极性增加时，荧光量子产率会大大降低，并且荧光寿命缩短。这种现象是flap2独有的，因为在相应的perylenebisimide单体中没有看到这种现象，并且始终表现出与溶剂无关的强荧光。对超快速光谱专家的研究表明，电子转移在激发态下以非常快速的速度发生，并且在没有辐射的情况下将其停用（无发光返回基态）。他目前正在与超快光谱专家一起撰写论文。研究内容2。表现出强缔合行为的plap蛋白酶酰亚胺的缔合行为的评估，该行为表现出强缔合行为flap2通过引入笨重的取代基来抑制分子之间的相互作用，并且具有适合评估单个分子物理特性的骨干。另一方面，预计通过使用长烷基链，可以在保持溶解度的同时观察到分子之间的关联行为。为此目的，合成的FLAP3旨在与甲基环己烷中缔合，并且吸收光谱根据温度和浓度而变化。随着时间的推移，溶液中粒径的增加也表明了强大的关联行为。与相应的PBI单体相比，缔合常数超过5000倍，以定量地表明缔合强度。将来，我们计划调查会议形式和激发状态的动态。

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）

V字型ペリレンビスイミド二量体の会合と刺激応答

V型苝双酰亚胺二聚体的缔合和刺激反应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jianeng Xu;Benjamin Le Oauy;Ryo Ohtani;Masaaki Ohba;木村僚・齊藤尚平
通讯作者：
木村僚・齊藤尚平

Viscosity probing function of flapping fluorophores and their optical properties in a nematic liquid crystal

向列液晶中扑动荧光团的粘度探测功能及其光学特性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryo Kimura;Hidetsugu Kitakado;Hiroyuki Yoshida;Shohei Saito
通讯作者：
Shohei Saito

高密度共役システムを志向したV字型ペリレンビスイミド二量体の刺激応答解析

V型苝双酰亚胺二聚体对高密度共轭体系的刺激响应分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
鄭樹基;鈴木孝紀;石垣侑祐;木村僚・齊藤尚平
通讯作者：
木村僚・齊藤尚平

Synthesis, Properties, and Intermolecular Interactions in the Solid States of π-Congested X-Shaped 1,2,4,5-Tetra(9-anthryl)benzenes

π-稠密 X 型 1,2,4,5-四(9-蒽基)苯的固态合成、性质和分子间相互作用

DOI：
10.1246/bcsj.20220257
发表时间：
2022
期刊：
Bulletin of the Chemical Society of Japan
影响因子：
4
作者：
Nishiuchi Tomohiko;Takeuchi Shino;Makihara Yuta;Kimura Ryo;Saito Shohei;Sato Hiroyasu;Kubo Takashi
通讯作者：
Kubo Takashi

刺激応答高密度共役システムを志向したV字型ペリレンビスイミド二量体の開発と会合挙動の解析

针对刺激响应致密共轭体系的V型苝双酰亚胺二聚体的研制及缔合行为分析