色素分子の3次元的自己集積化による非線形感受率の向上
通过染料分子的三维自组装提高非线性磁化率
基本信息
- 批准号:08236232
- 负责人:
- 金额:$ 1.22万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
- 财政年份:1996
- 资助国家:日本
- 起止时间:1996 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
色素材料を中心とした有機非線形光学材料(2次と3次)の計算機化学(MO,MM,MD)による分子設計と合成,それらの非線形性と化学構造の関係について基礎的研究を行った。そして、色素固体の光物性は集合体での機能であるため、色素集合体の高次構造によって物性が大きく異なることを見い出した。すなわち、色素単結晶のX線構造解析や分子動力学(MD)法によるシミュレーションから集合体レベルでの分子のスタッキングを解析し、分子構造と光物性の相関性を確立することを試みた。そして、色素分子間でのπ-π相互作用によって分子が3次元的に自己集積化するキノン系色素、ピラジノスチリル系色素やピラジノフタロンシアニン系を新規に合成した。これらの色素はいずれも分子内CT型発色系をもち、薄膜上で吸収スペクトルが溶液中に比べて大幅に長波長シフトすること、3次の非線形感受率χ^<(3)>が、薄膜上で通常の対応する色素に比べ2桁以上も大きくなることを見い出した。すなわち、色素分子が3次元的なスタッキング構造をとり、色素の分子間距離が3.4-3.6Åになるとπ-平面間で強いπ-π相互作用が働き、結果的にχ^<(3)>が大幅に向上するとの知見を得た。このように、単一色素分子間での3次元的なπ-π相互作用を利用して材料を構築すると、有機非線形光学材料に最も有効な全π電子系で分子から材料を構築することができ、目的とする大きなχ^<(3)>の材料が得られるとの知見を得た。この種の方法論による研究成果は国内外を通じて余り知られていない。現代までの研究成果をチェコと日本の関連学会で発表し、原著論文(12報)として公表した。さらにこの方法論を展開するため、分子内CT型発色系をもつピラジン系色素をすでに多数合成しており、それらの蒸着膜について2次および3次NLO材料としての評価を検討しいる。また、合成した色素材料を希望に応じて広く提供しており、本領域メンバー(3グループ)との間で物性評価の共同研究を行い、成果を得ている。
Pigment materials are the center of organic nonlinear optical materials (2nd and 3rd order). Molecular design and synthesis in computer chemistry (MO,MM,MD) are the basic research in the relationship between nonlinear optical materials and chemical structure. The optical properties of pigment aggregates are different from those of higher-order structures. X-ray structural analysis of pigment crystals, molecular dynamics (MD) analysis of aggregates, molecular structure analysis, and correlation between molecular structure and optical properties were established. The π-π interaction between pigment molecules causes the molecule to accumulate into a three-dimensional complex. The pigment system, the pigment system and the pigment system are synthesized in a new way. This pigment has an intramolecular CT-type color emission, a significantly higher absorption of long-wavelength pigments on the film than in solution, a third-order nonlinear sensitivity χ^<(3)>, and a typical contrast pigment on the film that is larger than 2 beams or more. The structure of pigment molecules in three dimensions is discussed. The distance between molecules of pigment is 3.4-3.6. The strong π-π interaction between π-planes is discussed. The result is that χ^<(3)> increases greatly. The three-dimensional π-π interaction between pigment molecules can be used to construct materials. Organic nonlinear optical materials have the most complete π-electron system. The research results of this kind of methodology are widely used at home and abroad. The research results of modern science and technology are presented in the Japanese Association of Science and Technology, and the original papers (12 newspapers) are presented in the public. The methodology of this study was developed in the following ways: intramolecular CT-type chromophores were synthesized from most of the pigments in the system, and evaporated films were synthesized from the second and third order NLO materials. In addition, we hope that the pigment materials can be synthesized and used in the joint research and achievement of this field.
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
松岡賢: "光と化学の事典(14項目執筆)" 丸善, (1997)
Ken Matsuoka:“光与化学百科全书(14 条目)” 丸善,(1997 年)
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
M.Matsuoka: "Syntheses and Solid State Absorption Spectra of Aminonaphthoquinone Dyes" Dyes Pigments. 31. 263-272 (1996)
M.Matsuoka:“氨基萘醌染料的合成和固态吸收光谱”染料颜料。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
M.Matsuoka: "Syntheses and Properties of New Styryl Dyes Derived from 2,3-Dicyano-5-methylpyrazines." Dyes Pigments. 31. 141-153 (1996)
M.Matsuoka:“源自 2,3-二氰基-5-甲基吡嗪的新型苯乙烯基染料的合成和性能”。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
M.Matsuoka: "Chemistry and Applications of Leuco Dyes (ed.R.Muthyala)" Plenum, 19 (1997)
M.Matsuoka:“无色染料的化学和应用(ed.R.Muthyala)” Plenum,19(1997)
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
M.Matsuoka: "Syntheses and Characteristics of 2,3,7,8-tetracyano-1,4,6,9-tetraaza-5,10-dihydrophenazines" J.Heterocyclic Chem.(印刷中). (1997)
M.Matsuoka:“2,3,7,8-四氰基-1,4,6,9-四氮杂-5,10-二氢吩嗪的合成和特性”J.Heterocycl Chem.(出版中)。
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河田 真由美
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