Innovation of organic polymer-based photosensitizer coexisting highly efficient singlet oxygen generation and photo/oxidation resistance

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研究実施者はヒ素元素含有共役系高分子が、光照射によって一重項酸素を効率よく発生し、その量子収率は単独の共役系高分子増感剤では最も高い５４％であり、さらに一重項酸素が発生するにも関わらず24時間経過しても全く分解が認められないという極めて優れた耐性を発現することを見出した。本研究では、本成果を基盤とし、分子構造と一重項酸素発生能および劣化耐性との関係の体系的データを取得することで高効率一重項酸素発生能と著しい一重項酸素耐性や光耐性の詳細をヒ素原子の役割の観点から明らかにすることを目的とする。2022年度はこれまでに一重項酸素の高効率発生を示したジチエノアルソール（DTA）共重合体を基盤にそれらのアンチモンやリン類縁体の合成を押し進めた。さらにゲルマンなどの他の元素に拡張させたヘテロール含有共役系高分子を合成し、これらの発光特性と一重項酸素発生能の評価を行ったところ、ジチエノゲルモール共重合体が優れた一重項酸素発生能を示すことがわかった。ヒ素元素含有共役系高分子の劣化耐性と分子構造との関係の体系的データを取得する目的でトリフェニルアルソールの3,4位をシクロアルカンで縮環させた新規アルソール誘導体を合成し、その構造と安定性および光物性との関係を調査した。その結果、シクロペンタンで縮環体は大気下で安定であったが、シクロヘキサン縮環体はそのねじれ構造に起因して、アルソール環の酸化的開裂が進行することがわかった。さらに長鎖アルキル基を導入したジチエノアルソールモノマーを合成し、これを用いたベンゾチアジアゾールまたはベンゾオキサチアゾールとの新規共重合体の合成も行った。