高輝度凝集誘起型発光特性のための設計指針の開発と多段階メカノクロミック分子の創出

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申請者は前年度に行ったケトイミンホウ素錯体を縮環化することで発光効率を大幅に増幅できたという結果を受け、多段階のメカノクロミズム特性の発現に関する研究を行った。多段階のメカノクロミズム特性を実現するため、縮環ケトイミンホウ素錯体が結晶多形を示し、それが異なる発光色を持つことに着目した。これは同一分子でありながら、分子間相互作用の強弱の違いで結晶の積層構造が変化し、異なる結晶相となることに起因していることが、単結晶構造解析の結果から既にわかっている。この実験事実を基に、分子設計を工夫し分子内に異方性を持たせることで、様々な積層構造となる結晶多形を生み出すことができれば、分子間相互作用の変化に応じて発光色の変化を誘起できると考えた。実際に、ベンゼン環の一部をチオフェン環に変えた縮環ケトイミンホウ素錯体はメタノールによる再結晶を行うことでオレンジ色の発光色となり、軽くスパチュラで叩くことで黄色の発光色に変化した。さらにこのサンプルに対して機械的刺激を加えていくと黄緑色の発光にまで変化した。このように単一の分子で１００nm以上に達する変化を示す多段階のメカノクロミズム特性の発現は珍しく、これまでの報告も数十報程度に留まり、偶発的な発見が少なくなかった。しかし今回のように分子内の異方性を利用することで意図的に多段階のメカノクロミズム特性を発現させることができたという結果は、これからの分子設計指針となると考えられる。