アザ置換フェニレンビニレン共役系の開発とヘテロ元素配位による発光制御戦略の確立

氮杂取代亚苯基亚乙烯基共轭体系的开发及异质配位排放控制策略的建立

基本信息

批准号：
22KJ1722
负责人：
中村将志
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

申請者は、アザ置換フェニレンビニレン配位子(AzL)を含む共役系分子・高分子へ、ヘテロ元素を配位させることで、高効率な近赤外発光性の発現、化学センサーへの応用等、従来の炭素骨格では実現が困難な機能性材料の創出を目的として研究を進めている。昨年度には、AzLにホウ素を配位させたホウ素錯体のホウ素上への嵩高い置換基の導入が、高分子の固体発光性の向上に寄与するという知見を得たと共に、予備検討にて、嵩高くかつ紫外線吸収能に優れたピレンをホウ素上に導入することで、固体発光性を維持しつつ、FRETを利用した紫外－近赤外波長変換能が発現することを確認した。本年度は、この知見を深めるべく置換位置の効果について検討を行った。これに際し、昨年度に開発した合成手法とは異なる新たなスキームを確立した。この手法を用い、ピレンの一位と二位で置換した二種類の錯体、及びこれを基盤としたπ共役系高分子を合成し、発光性やエネルギー移動挙動に及ぼす影響を評価した。その結果、両高分子において、紫外光によってピレンを励起した際に、AzLを含む共役系主鎖由来の近赤外発光を示した。この際、ピレン由来の発光はほとんど観測されなかったことから、置換位置によらずエネルギー移動効率はほぼ100%であるといえる。一方で、発光効率に大きな違いが見られ、2位で置換した高分子に比べ、先行研究で得たPh基を導入したものと極めて近い値を示したが、1位で置換した高分子は非常に低い値を示した。理論計算により、ピレンと高分子主鎖との立体反発の程度の違いによって、励起状態での緩和過程に違いが生じていることを明らかにした。この結果は、ホウ素上の置換基が主鎖の立体保護的な役割にとどまらず、高分子の物性を改変できる足場となりうることを示唆するものである。本結果は現在論文執筆中である。

申请人正在进行研究，目的是创建常规碳骨架难以实现的功能材料，例如通过将异质元素协调成共轭分子和含有AZA取代的苯乙烯乙烯基乙烯基配体（AZL）的聚合物（AZL），从而产生高效的近频率摄像机和化学传感器。去年，我们获得了这样的知识，即将笨重的取代基引入硼协调的硼配合体中的硼中，有助于改善聚合物的固态发光，在初步研究中，我们确认，通过在笨重的pyr量中介绍了庞大的紫外线，可以使硼酸在繁殖的同时使用硼素，这是可以在bore骨上吸收的，而不是在bore虫中吸收，而在borever中进行了超强的交流，可以使硼酸锻炼能够锻炼。固态发光。今年，我们研究了替代立场的影响以加深这一发现。在这方面，我们建立了一个与去年开发的合成方法不同的新方案。使用该技术，合成了两种用一种和两个位置取代的配合物，基于这些的π共轭聚合物合成，并评估了对发光和能量传递行为的影响。结果，当两种聚合物中的紫外线激发了pyrene时，展示了包含AZL的共轭主链的近红外发射。目前，由于几乎没有观察到pyrene衍生的发光，因此可以说，无论替代位置如何，能量转移效率几乎都是100％。另一方面，在发光效率上观察到很大的差异，尽管该值与以前研究中获得的pH值的值非常相似，但在2位置上取代的聚合物显示出非常低的值。理论计算表明，激发态的松弛过程差异是由pyr烯和聚合物主链之间立体螺栓的差异引起的。该结果表明，硼上的取代基不仅是主链的空间保护作用，而且可以是可以改变聚合物物理特性的脚手架。结果目前正在纸质写作中。

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）

Development of Boron-Fused Azo Conjugated Polymers with NIR Solid-State Emission above 900 nm

900 nm 以上近红外固态发射的硼稠合偶氮共轭聚合物的开发

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakamura Masashi;Gon Masayuki;Tanaka Kazuo
通讯作者：
Tanaka Kazuo

PacifiChem2021

太平洋化学2021

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

900nmを超える重原子フリーの近赤外固体発光性高分子の開発

开发超过900 nm的无重原子近红外固态发光聚合物

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村将志;権正行;田中一生
通讯作者：
田中一生

非発光性ホウ素錯体を基盤とするπ共役系高分子の近赤外発光特性と温度依存性

基于非发光硼配合物的π共轭聚合物的近红外发射特性和温度依赖性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakamura Masashi;Gon Masayuki;Natsuda Shin-ichiro;Tamai Yasunari;Ohkita Hideo;Tanaka Kazuo;Chujo Yoshiki;中村将志・権正行・田中一生;中村将志・権正行・田中一生
通讯作者：
中村将志・権正行・田中一生

新奇アゾベンゼンホウ素錯体を基盤とした近赤外固体発光性高分子の合成と物性評価

新型偶氮苯硼配合物近红外固态发光聚合物的合成及性能评价