結晶工学に基づくフォトクロミック結晶のナノ構造と反応の制御

基于晶体工程的光致变色晶体纳米结构与反应控制

• 批准号: 16685014
• 负责人: 小畠 誠也
• 金额: $ 13.4万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16685014/
• 关键词: フォトクロミズム; ジアリールエテン; 結晶; 偏光; 蛍光; 高効率反応; エネルギー移動; 固体物性; 顕微赤外分光; 混晶; X線構造解析; ナノ構造; 顕微分光; 反応制御; 積層構造

光によって可逆的に構造変化を起こし色の変わる物質は、光機能性材料としてフォトニクス分野やエレクトロニクス分野などへの応用が期待できる。ジアリールエテンは結晶状態においても熱的に安定なフォトクロミズムを示す。これまでにジアリールエテン結晶のフォトクロミズムに関する研究を展開してきた。本年度は、(1)蛍光変化などの固体物性の可逆な変化、(2)偏光照射により反応制御可能な分子材料および結晶材料の合成と反応制御について検討した。蛍光変化などの固体物性の可逆な変化昨年度に引き続き蛍光特性の可逆な変化について検討した。蛍光性のジアリールエテン結晶と蛍光性のないジアリールエテンとの混晶を作製し、フォトクロミック反応挙動および蛍光特性について検討した。その結果、蛍光性を持たないジアリールエテンが数%含んだ混晶において蛍光を大きなクエンチングが確認された。混晶の形成はHPLCおよび単結晶構造解析によって行い、分子が置き換わって入っていることが構造解析の結果から明らかになった。偏光照射により反応制御可能な分子材料および結晶材料の合成と反応制御偏光照射によりフォトクロミック反応が制御可能な分子の合成を行った。2種類の異なるジアリールエテンが直交するダイマーを設計し合成した。2種類のダイマーを合成したが、溶液中ではフォトクロミック反応するが、結晶状態では一方の分子のみが反応していることが明らかになった。反応性と分子構造の関係を明らかにするために、X線構造解析を行った。その結果、片方の分子はフォトクロミック反応可能なコンフォメーションであるが、もう一方の分子はフォトクロミック反応ができないコンフォメーションであった。このことから、結晶内での分子の構造が重要であることが明らかとなった。

Light に よ っ て に structural variations of reversible を up こ し color の - わ る material は, optical functional materials と し て フ ォ ト ニ ク ス eset や エ レ ク ト ロ ニ ク ス eset な ど へ の 応 with が expect で き る. ジ ア リ ー ル エ テ ン は crystalline state に お い て も hot に settle な フ ォ ト ク ロ ミ ズ ム を す. こ れ ま で に ジ ア リ ー ル エ テ ン crystallization の フ ォ ト ク ロ ミ ズ ム に masato す る study を started し て き た. は this year, (1) 蛍 light - な ど の solid sex の reversible な -, (2) the polarized light に よ り anti 応 suppression may な molecular materials お よ の び crystalline materials synthesis と anti 応 suppression に つ い て beg し 検 た. 蛍 light - the な ど の solid sex の reversible な - the annual に yesterday led き 続 き 蛍 light feature の reversible な variations change に つ い て beg し 検 た. 蛍 optical の ジ ア リ ー ル エ テ ン crystallization と 蛍 optical の な い ジ ア リ ー ル エ テ ン と の し, the mixed crystal を cropping フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク anti 応 挙 dynamic お よ び 蛍 light feature に つ い て beg し 検 た. そ の results, 蛍 optical を hold た な い ジ ア リ ー ル エ テ ン が number % contain ん だ mixed crystal に お い て 蛍 light を big き な ク エ ン チ ン グ が confirm さ れ た. Mixed crystal の form は HPLC お よ び 単 crystallization structure に よ っ て line い change, molecular が き わ っ て in っ て い る こ と が tectonic analytical results の か ら Ming ら か に な っ た. Polarized light に よ り anti 応 suppression may な molecular materials お よ の び crystalline materials synthesis と anti 応 suppression polarization light に よ り フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク anti 応 が suppression may な molecular の synthetic を line っ た. 2 kinds of similar similar なるジアリ なるジアリ エテ エテ エテ が が direct intersection するダ を を を design <s:1> synthesis た た 2 kinds の ダ イ マ ー を synthetic し た が, solution で は フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク anti 応 す る が, crystalline state で は side の molecular の み が anti 応 し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. The anti応 molecular structure <s:1> is related to を clear ら にするために にするために, X-ray structure analysis を line った. そ の results, slice の molecular は フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク may reverse 応 な コ ン フ ォ メ ー シ ョ ン で あ る が, も う side の molecular は フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク anti 応 が で き な い コ ン フ ォ メ ー シ ョ ン で あ っ た. The structure of で <s:1> molecules <s:1> within the crystal is が important である とが とが とが bright ら となった となった となった となった となった となった となった.

项目成果

Diastereoselective cyclization of a dithienylethene switch through single crystal confinement.

• DOI: 10.1039/b517370a
• 发表时间: 2006-03
• 期刊: Organic & biomolecular chemistry
• 影响因子: 3.2
• 作者: K. Uchida;M. Walko;J. D. de Jong;Shin-ichiro Sukata;S. Kobatake;A. Meetsma;J. V. van Esch;B. Feringa

Photochromism of a diarylethene charge-transfer complex : photochemical control of intermolecular charae-transfer interaction

二芳基乙烯电荷转移复合物的光致变色：分子间电荷转移相互作用的光化学控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chem. Commun.
• 作者: M.Morimoto;S.Kobatake;M.Irie
• 通讯作者: M.Irie

Photostimulated Crystal Lattice Change Induced by the Photochemical Ring-Opening Reaction of Diarylethene Molecules

二芳基乙烯分子光化学开环反应引起的光刺激晶格变化

• 发表时间: 2007
• 期刊: Bull. Chem. Soc. Jpn. 80(2)
• 作者: T.Hamazaki;K.Matsuda;S.Kobatake;M.Irie
• 通讯作者: M.Irie

Photochromism of Diarylethene-functionalized Polystyrene with High Conversion in a Solid-state Polymer Film

• DOI: 10.1246/cl.2006.628
• 发表时间: 2006-05
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: S. Kobatake;Hirotsugu Kuratani

Acid-induced photochromic system switching of diarylethene derivatives between P- and T-types

• DOI: 10.1039/b700177k
• 发表时间: 2007-01-01
• 期刊: CHEMICAL COMMUNICATIONS
• 影响因子: 4.9
• 作者: Kobatake, Seiya;Terakawa, Yuko
• 通讯作者: Terakawa, Yuko