連続光で駆動する非線形応答バイフォトクロミック分子の創製

创建由连续光驱动的非线性响应双光致变色分子

• 批准号: 19J22819
• 负责人: 稲垣 佑樹
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J22819/
• 关键词: フォトクロミズム; 逆フォトクロミズム; 近赤外光

本研究では二つのフォトクロミック部位を組み合わせることにより、太陽光のようなインコヒーレント連続（CW）光の強度に対して閾値を持つ高効率非線形光応答型バイフォトクロミック分子系の創製に挑戦する。本年度は、バイフォトクロミック分子のハーフユニットととして、適切なフォトクロミック特性を有する分子の開発を行った。本研究では、安定な着色体に可視光照射することで不安定な無色体を生成する逆フォトクロミック分子に着目した。これらは、高エネルギーの紫外光を必要とする従来のフォトクロミック分子と比較して、安価で安全かつ細胞組織への透過性が高い可視光または近赤外光で駆動できるという優位性がある。当研究室では、二つのイミダゾリルラジカルをビナフチル骨格で架橋した分子が高速逆フォトクロミズムを示すことを見出している。しかし、これまで近赤外光に感度を持つ分子は報告されていない。生命科学分野への応用を考えると、近赤外光に感度を有する分子を設計する必要がある。そこで、ビナフチル架橋型イミダゾール二量体の着色体（安定種）の吸収スペクトルの長波長化を目的とした置換基効果の検討を行った。実際に、ビナフチル部位またはイミダゾール部位に種々の置換基を導入した誘導体を合成し、光化学特性を測定したところ、電子供与性置換基を導入した誘導体において着色体の吸収スペクトルの長波長が確認された。これは、ビナフチル架橋型イミダゾール二量体の着色体は電子不足なジアザフルベン骨格を有するため、電子供与性置換基を導入しすることにより分子内電荷移動遷移が生じた結果である。ある誘導体においては790nm光で逆フォトクロミズムを示すことが明らかとなり、近赤外光の感度増大に関する有効な分子設計指針を得ることができた。

In this study, we aim to create a new molecular system for high efficiency nonlinear optical response by combining the two components of solar light and the intensity of CW light. This year, the development of molecules with appropriate molecular characteristics was carried out. In this study, the stable color body was irradiated with visible light, and the unstable color body was generated. For example, high visibility of ultraviolet light is necessary for high safety, high permeability of cell tissue, high visibility of ultraviolet light, and high mobility of ultraviolet light. When the research laboratory is in the process of establishing a high-speed molecular bridge, it is necessary to show that the high-speed molecular bridge has been established. In the near future, the sensitivity of the molecule will be reported. Life science division of the use of research, near-infrared light sensitivity, molecular design is necessary A study on the absorption and long-wavelength conversion of two-dimensional color bodies (stable species) and the effect of substitution groups was carried out. In the meantime, the substitution group of the dye is introduced into the dye, and the photochemical properties of the dye are determined. In addition, the electron donor substitution group is introduced into the electron donor structure of the two-dimensional color body, resulting in the generation of intramolecular charge transfer. The molecular design guidelines for the induction of light at 790nm and the sensitivity of near-infrared light have been obtained.

项目成果

NIR Light-Responsive Negative Photochromic Compounds Based on 1,1’-Binaphtyl-Bridged Imidazole Dimer

基于 1,1-联萘桥咪唑二聚体的近红外光响应负光致变色化合物

• 发表时间: 2019
• 作者: 高市雄太;チェンバーズ ジェームズ;コク ムンケオン;内山博貴;播谷亮;長谷川大輔;内田和幸;諸角元二;中山裕之;Yuki Inagaki Katsuya Mut o h and Jiro Abe
• 通讯作者: Yuki Inagaki Katsuya Mut o h and Jiro Abe