低バンドギャップをもつ螺旋分子の創成および機能創出

低带隙螺旋分子的创建和功能的创建

基本信息

批准号：
22K05080
负责人：
廣戸聡
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05080/
关键词：
ヘリセン共役拡張近赤外発光

项目摘要

本研究では、近赤外領域で優れた発光を示すヘテロヘリセンやaza[5]heliceneをベースとした新しいヘリセン色素の合成を目的としています。今年度はaza[5]heliceneを用いた共役の拡張を試み、その多量化による影響を検証しました。我々は、すでに報告しているaza[5]heliceneの位置選択的脱シリル化反応を行うことで、外側のシリル基をHで置換した生成物を得ることができました。さらに、酸化的ホモカップリング反応を行うことで、二量体を良好な収率で得ることができました。この結果を踏まえて、位置選択的脱シリル化反応を行い、最も外側のシリル基をHで置換した生成物を良好な収率で得ることに成功しました。これを利用して、四量体の合成にも成功しました。さらに、UV吸収スペクトル測定を行った結果、多量化により吸収スペクトル末端の長波長シフトが観測されました。また、発光スペクトルも同様の傾向が見られ、共役の拡張が示唆されました。さらに、多量化に伴い発光量子収率の増大も観測されました。この現象の原因について、蛍光寿命測定や理論計算を行い解明しました。多量化により発光の増大したヘリセンは、報告がなく、新たな近赤外発光ヘリセンの設計指針の確立につながる重要な成果です。さらに、キラル発光特性についても評価を行い、多量体においても良好なキラル発光特性を示すことが明らかになりました。これは、医療用途などにおいて有用な性質であり、今後の応用展開に期待が寄せられます。以上の成果から、本研究で開発した近赤外発光ヘリセンは、高い発光量子収率を有し、新たな発光材料として大きな可能性を秘めていることが示唆されました。今後の応用展開に期待が寄せられます。

在本研究中，我们的目标是合成基于杂螺烯和氮杂[5]螺烯的新型螺烯染料，其在近红外区域表现出优异的发光性。今年，我们尝试使用氮杂[5]螺烯扩大缀合，并验证了增加其丰度的效果。通过进行先前报道的氮杂[5]螺烯的区域选择性脱甲硅烷基化反应，我们能够得到外部甲硅烷基被H取代的产物。此外，通过进行氧化自偶联反应，我们能够以良好的产率获得二聚体。基于该结果，我们进行了区域选择性脱甲硅烷基化反应，并成功地以良好的产率获得了最外层甲硅烷基被H取代的产物。利用这一点，我们还成功合成了四聚体。此外，作为紫外吸收光谱测量的结果，由于丰度增加，观察到吸收光谱末端向更长波长的转变。在发射光谱中也观察到类似的趋势，表明共轭扩展。此外，随着量的增加，还观察到发光量子产率增加。我们通过荧光寿命测量和理论计算阐明了这种现象的原因。目前还没有关于螺旋烯因丰度增加而发光增加的报道，这是一个重要的结果，将导致建立近红外发射螺旋烯的新设计指南。此外，我们评估了手性发光特性，发现即使是多聚体也表现出良好的手性发光特性。该特性在医疗应用等方面很有用，对未来的应用开发抱有很高的期望。上述结果表明，本研究开发的近红外发光螺旋烯具有较高的发光量子产率，作为新型发光材料具有巨大的潜力。我们期待未来的应用开发。