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吸収端を大きく長波長シフトさせた高CT性ポリイミドの分子設計と光物性

吸收边缘显着移至更长波长的高 CT 聚酰亚胺的分子设计和光学特性

基本信息

批准号：
13875187
负责人：
安藤慎治
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、昨年度に行ったモデル化合物と量子化学計算による分子設計指針に従い、全フッ素化酸無水物から合成したポリイミド(Pl)の光学物性の検討を行った。酸無水物の全フッ素化により最低非占軌道エネルギーが減少することから,電荷移動相互作用(CT)がより強く起こるとの予想通り、ジフルオロピロメリット酸無水物(P2FDA)を用いて合成したPlは、既存のPlに比べて吸収端、励起波長、蛍光波長が100〜150nmも長波長シフトするとともに、500nm付近に新たな吸収ピークが出現し、分子設計の正しさを証明できた。この酸無水物に2つの電子供与性メトキシ基を有する剛直性ジアミンを組み合わせることにより、最高占有軌道エネルギーが上昇して分子内CTがさらに起こりやすくなったため、吸収端、励起波長、蛍光波長がさらに100〜150nmも長波長シフトした。結果として、有機高分子では非常に例の少ない可視長波長〜近赤外域(700〜850nm)に蛍光発光を有する『高CT性含フッ素ポリイミド』が合成できた。このPlでは、モデル化合物で見られた局所的な分子内CTに加え、周期構造による分子内CTや分子間CTがより強く起こることから、CT性がさらに強められたものと考えられる。ついで、より立体的な構造を有する全フッ素化酸無水物:1,4-ビス(3,4-ジカルボキシトリフルオロフェノキシ)テトラフルオロベンゼン二無水物(10FEDA)を用いて各種Plを合成し、光学特性の検討を行った。この酸無水物を用いた場合も、450nm付近に新たな吸収ピークが出現するとともに、既存のPlに比べて吸収端、励起波長、蛍光波長が150〜200nm長波長シフトした。さらに予想に反して、これらのPlが既存のPlに比べて10倍程度の強い蛍光発光を示すことを見出した。通常、CT性の同上は無輻射遷移の確率を高め蛍光発光を弱めるとされているが、3次元的な立体構造のために分子間凝集に墓づく濃度消光効果が弱められ、全フッ素化酸無水物部分に局所的な蛍光発光が現れたものと考えられる。今後、原料ジアミンの化学構造と電子状態を制御することによって、さらに強い蛍光発光を示す『高蛍光性含フッ素ポリイミド』の開発に注力していきたい。

This year's research on molecular design guidelines for chemical compounds and quantum chemical calculations has been carried out. The lowest unoccupied orbital (LOO) of acid anhydrate is reduced, and the charge transfer interaction (CT) is enhanced. The absorption wavelength, excitation wavelength, and wavelength of light are increased from 100 nm to 150nm. The absorption wavelength of acid anhydrate (P2FDA) is increased from 500nm to 500nm. Molecular design is proven to be correct. The electron donor, electron donor, As a result, organic polymers are very rare in the visible long wavelength ~ near red domain (700 ~ 850nm), and there is a "high CT property" in the light emission. The structure of these compounds is intramolecular CT plus periodic CT plus intermolecular CT plus periodic CT plus periodic CT plus intermolecular CT plus periodic CT plus intermolecular CT plus periodic CT plus The synthesis and optical properties of 1,4-bis (3,4)-bis (3,4-bis)-bis In the case of acid anhydrous substance, the new absorption wavelength at 450nm appears, and the existing absorption wavelength is 150 ~ 200nm. In the future, the P1 will be 10 times stronger than the P1. Generally, CT properties are higher than the accuracy of radiation-free migration. Light emission is weaker than that of the three-dimensional structure. Light emission is weaker than that of the three-dimensional structure. Light emission is weaker than that of the three-dimensional structure. In the future, the chemical structure and electronic state of the raw material are controlled, and the development of the "high optical property" is emphasized.