小分子を利用した非π縮環型新奇機能性有機蛍光材料の開発

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本研究ではアリールエチニルイミダゾール分子を基本骨格として、新奇の小分子機能性有機蛍光分子骨格の開発を目的としている。2022年度は2021年度に引き続きメカノフルオロクロミズム(MFC)分子について研究を進めた。2021年度に研究を行った2-methyl-4-arylethynyl-5-benzoylimidazoleに対し様々な置換基を導入することで、蛍光波長や蛍光量収率を調整できることを明らかにした。これまでの分子では結晶状態での蛍光特性は低く、すりつぶすことで蛍光量子収率が上昇するOFF-ON系であったが、新たに結晶状態では蛍光があり、すりつぶしにより消光するON-OFF型のMFC分子の開発にも成功した。加えて、2-methyl-4-(4-methoxyphenylethynyl)-5-(4-fluorobenzoyl)imidazoleがthermosalient効果を示す事を見出した。Thermosalient効果はほとんどの場合、相転移に基づく大きな結晶構造の変化により引き起こされるが、本分子では相転移を示さずにThermosalient効果を示す珍しい例であることが分かった。X線結晶構造解析を様々な温度で行い得られた構造を比較することによって、ベンゾイル部分が温度が上がるにつれてねじれることで、単位格子が異方的に変形したことが原因であることを明らかにした。これらの結果はどちらもベンゾイル部分のねじれに由来する現象であることから、分子のねじれを利用することで力学的なエネルギーと熱エネルギーのどちらにも応答する有機結晶の開発に成功したといえる。また、昨年度新しく見出した4-pyridyl-5-arylethynylimidazoleでは種々置換基を導入した化合物を合成し、構造と蛍光特性の関係を明らかにした。