開殻性を帯びた近赤外有機材料の新機軸設計指針の確立と機能開拓

建立具有开壳特性的近红外有机材料的创新设计指南和功能开发

• 批准号: 21K05215
• 负责人: 前田 壮志
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022)Osaka Prefecture University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05215/
• 关键词: 近赤外; 機能性色素; ジラジカロイド; 中間開殻性; 励起子相互作用; ポリメチン色素; 開殻性; 磁気的双安定性

本研究では，閉殻一重項と開殻一重項の中間的な状態にあるπ共役系分子を用いて，近赤外線（NIR）に関する技術革新に貢献する堅牢なNIR吸収有機材料を創製することを目的としている．2022年度までに，800 nmを超える領域に強い吸収を示すオキソカーボン骨格からなるポリメチン色素が中間開殻性をもつことを明らかにした．2023年度では，（i）多様な複素環を持つ当該色素の設計，合成および中間開殻性と（ii）複素環が固体物性に及ぼす効果について検討を進めた．（i）アリール置換カルコゲノピリリウムと5員環オキソカーボン骨格からなるクロコナイン色素を新たに設計・合成した．単結晶X線構造解析から，アリール基は色素のπ共役系と同一平面に位置することが示された．それら色素の電子吸収はアルキル置換カルコゲノピリリウムに比べて著しく長波長化し，950-1100 nmに観測されたことから，アリール基は色素の電子物性に大きく影響することが明らかとなった．それら色素のNMR，ESR，SQUIDデバイスを用いた磁気測定の結果から，それらは閉殻一重項と開殻一重項の中間的な状態にあることが示された．また，開殻一重項状態の寄与は，カルコゲン元素の原子番号が大きくなるほど，高くなることが明らかとなった．（ii）さらなる構造の多様化と分子凝集構造の制御を企図して，長鎖アルキル置換カルコゲノフラビリウムを複素環成分にもつクロコナイン色素を合成した．それらは，カルコゲノピリリウムと同様に中間開殻性を示したが，開殻一重項状態の寄与は小さいことが明らかとなった．また，それらは固体状態で結晶－結晶相転移を引き起こし，長鎖アルキル基が分子充填に影響することが明らかとなった．

This study aims to create a new type of organic material for NIR absorption in 2022. The new type of organic material can be used in the near infrared (NIR) region. In 2023,(i) multi-element ring design, synthesis and intermediate open-shell properties of the pigment and (ii) multi-element ring solid-state properties and results are discussed. (i) A new design and synthesis of pigment is proposed. X-ray structural analysis of single crystals shows that the system of π-interaction between the base and the pigment is located in the same plane. The electron absorption of the pigment is mainly due to the displacement of the pigment. The wavelength of the pigment is longer than that of the pigment. The wavelength of the pigment is 950-1100 nm. The results of NMR, ESR and SQUID measurements show that there is a closed shell term and an open shell term in the middle. The atomic number of the element is large and high. (ii) The diversification of the structure and the control of the molecular aggregation structure have been studied. The long-term lock and the long-term lock have been studied. The open shell state of the open shell and the open shell state of the open shell state. In the solid state, the crystalline-crystal phase shift is initiated, and the molecular filling is affected by the long lock.

项目成果

Experimental Evaluation of Intermediate Open Shell Character in Near-Infrared Absorbing Croconaine Dyes

近红外吸收可可碱染料中间开壳特性的实验评价

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Maeda;T. Oka;D. Sakamaki;H. Fujiwara;N. Suzuki;S. Yagi;T. Konishi;K. Kamada
• 通讯作者: K. Kamada

光熱変換特性を示す液晶性色素の開発とリライタブル材料への応用

具有光热转换特性的液晶染料的开发及其在可重写材料中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 田中裕也，両角尚樹，金子哲，内藤泰久;藤井慎太郎，西野智昭，穐田宗隆;前田 もも，丸山 遥輝，藤森 厚裕;前田壮志，高野将史，八木繁幸，大越研人
• 通讯作者: 前田壮志，高野将史，八木繁幸，大越研人

スクアレンおよびクロコナイン色素の中間的な開殻性

角鲨烯和克酮宁染料的中间开壳特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 井上 悟;東野 寿樹;田中 睦生;村田 啓人;宮田 稜;荒井 俊人;松井 弘之;堀内 佐智雄;熊井 玲児;都築 誠二;長谷川 達生;相見 順子;岡大志，前田壮志，酒巻大輔，八木繁幸，藤原秀紀
• 通讯作者: 岡大志，前田壮志，酒巻大輔，八木繁幸，藤原秀紀

スクアレン発色団が融合した構造を持つ色素の光学特性と電気化学特性評価

具有融合角鲨烯发色团结构的染料的光学和电化学性能评估

• 发表时间: 2021
• 作者: Kobukai Chisato;Tadai Momo;Nishimura Tamaki;Hattori Kohei;Nishihara Sadafumi;Okada Shuji;Tatewaki Yoko;澤田隆平，前田壮志，八木繁幸
• 通讯作者: 澤田隆平，前田壮志，八木繁幸

フラビリウム骨格とオキソカーボン酸残基からなるポリメチン色素の開殻性評価

由黄鎓骨架和含氧碳酸残基组成的聚次甲基染料的开壳性能评价

• 发表时间: 2021
• 作者: N. Morozumi;Y. Tanaka;S. Fujii;T. Nishino;M. Akita;大野友彰，岡大志，前田壮志，酒巻大輔，藤原秀紀，八木繁幸
• 通讯作者: 大野友彰，岡大志，前田壮志，酒巻大輔，藤原秀紀，八木繁幸