キラル希土類配位高分子の立体制御と偏光分子材料への展開

手性稀土配位聚合物的立体调控及其在偏光分子材料中的应用

基本信息

批准号：
22KJ0021
负责人：
鶴井真
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido 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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0021/
关键词：
希土類配位高分子錯体キラル円偏光発光

项目摘要

キラル分子が配位したユウロピウム（Eu)錯体は発光の左右円偏光に強度差が生じる円偏光発光（CPL）を示す。この偏光機能は三次元ディスプレイや高度セキュリティインクなどへの応用が期待されており、CPLの異方性因子（gCPL）を制御するメカニズム解明が求められている。本研究ではキラルEu錯体の配位構造およびその配列を制御することでCPL特性に影響を与える因子を明らかにし、gCPLを増大させる偏光分子材料の設計指針を示すことを目的とする。現在までに、以下の二つの観点からCPL制御のメカニズム解明を目的とした検討を行った。1.相転移特性を有するキラルEu配位高分子の合成相転移特性を示すキラルEu配位高分子の検討と配位子場歪みを制御した配位高分子の合成に成功した。この配位高分子の構造および光物性評価により、相転移に伴って配位幾何学構造を維持したまま高分子鎖の配向が変化することが明らかになった。gCPL値は相転移の前後で3倍変化したことから、同一の配位構造であってもその配列によりCPL特性が影響を受けることを示した。2.配位子場歪みを制御したキラルEu配位高分子の合成結晶場を固定しながら配位子場を歪ませるために、剛直な架橋配位子を用いたキラルEu配位高分子を設計・合成した。単結晶X線構造解析の結果、置換基の長さが伸長するにつれてβ-ジケトナト平面の歪みが増大することが分かった。gCPLは配位子場歪みの増大に伴い2倍以上変化した。量子化学計算（TD-DFT）の結果、LMCT遷移における双極子モーメントの方向変化がf-f遷移に影響を与え、gCPLの変化に寄与していることが明らかになった。

由手性分子协调的Europium（EU）络合物表现出循环极化发射（CPL），该发射在发射的左右圆形光线之间产生强度差。预计该极化函数将应用于三维显示器和高级安全墨水，并且有必要阐明控制CPL的各向异性因子（GCPL）的机制。这项研究旨在通过控制手性欧盟络合物的配位结构及其布置来阐明影响CPL性质的因素，并提供设计增加GCPL的极化分子材料的指南。迄今为止，我们已经进行了研究，目的是从以下两个角度阐明CPL控制的机制。 1。与相变特征的手性欧盟配位聚合物合成我们已经成功研究了手性欧盟配位聚合物，这些聚合物表现出具有相变特征和具有控制配体失真的合成配位聚合物。该协调聚合物的结构和光学特性的评估表明，聚合物链的方向随相变而变化，同时保持了配位几何结构。 GCPL值在相变前后发生了3次，表明即使使用相同的协调结构，CPL特征也会受到布置的影响。 2。手性欧盟配位聚合物与控制配体磁场失真的合成，以使配体磁场扭曲晶体场时，设计并合成了使用刚性交联的配体的手性欧盟配位聚合物。单晶体X射线结构分析的结果表明，随着取代基的长度的增加，β-甲状腺平面的应变会增加。随着配体场应变的增加，GCPL变化了两倍以上。量子化学计算（TD-DFT）表明，LMCT转变过程中偶极矩的方向变化会影响F-F转变，并有助于GCPL的变化。