分子デバイス複合化を可能にするπ共役連結ユニットの開発

开发可实现分子器件复合的π共轭连接单元

• 批准号: 12J08731
• 负责人: 井内 俊文
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J08731/
• 关键词: イミダゾール; TICT; π共役; ビルディングユニット; 複素環式化合物; 分子内水素結合

本研究は分子デバイス複合化の実現を目指した屈曲性の有るπ共役ビルディングユニットの提案を行うものである. 昨年度まで, イミダゾール基を用いた直交交差共役系分子を合成し, その光学特性について検討してきた, 結果, このような交差型分子は分子内電荷移動(ICT)状態の形成を促進することが判った. また, このICT状態は分子内のねじれを伴ったTICT (Twisted ICT)状態となっていることを帰属した. 以上の結果は光誘起による分子構造のスイッチとしては機能するものの, 分子デバイス複合化を企図したビルディングユニットとしては励起状態での分子構造変化は望ましくない. その為, 励起状態でのねじれを伴わないような直交交差共役系分子について検討を試みた. 戦略として, ねじれが起こるimidazole基とthiophen環部位に着目し, 分子骨格の剛直性の向上によるTICT状態の阻害を検討した. 結果としてキノイド構造をとり易いthienothiopheneを導入した直交交差型共役系分子では, 他の直交交差型共役系分子が示すTICT発光とは異なる挙動を示した. この結果は分子骨格がICT状態での最安定な立体構造に影響を与えていることを示唆している. 以上の結果をまとめ, 現在論文を投稿中である. また, 分子骨格によるICT発光への影響について直線共役系分子についても検討した. 結果としてthienothiopheneを導入した直線共役系分子ではICT状態とみられる発光を示し, 更に電子供与性基のmethoxy基を置換することで, 顕著なICT発光を示した. この発光はLE発光よりもその発光量子収率が向上しており, k_<nr>が低減していることから非ねじれ型のICT状態をとっていると推察される. 加えて, thienothiopheneにOH基を導入した直線共役系分子を合成し, 酸塩基応答性の非ねじれ型のICT発光を実現した. この結果にっいても現在論文投稿準備中である. 以上の成果は励起状態でも構造を保ったビルディングユニットとしての用途が期待でき, 本研究課題において最適とされる分子構造の設計指針を得たといえる.

This study は molecular デ バ イ composite ス の be presently を refers し た flexibility の have る ビ PI total service ル デ ィ ン グ ユ ニ ッ ト の line proposal を う も の で あ る. Yesterday's annual ま で, イ ミ ダ ゾ ー ル base を with い た rectangular cross department of molecular synthesis し を, total service そ の optical properties に つ い て beg し 検 て き た, as a result, こ の よ う な job type molecular は intramolecular charge mobile (ICT) state の form を promote す る こ と が convicted っ た. ま た, は こ の ICT state intramolecular の ね じ れ を with っ た TICT Twisted (ICT) state と な っ て い る こ と を 帰 genus し た. の above results は light induced に よ る molecular structure の ス イ ッ チ と し て は function す る も の の, molecular デ バ イ composite ス を enterprise 図 し た ビ ル デ ィ ン グ ユ ニ ッ ト と し て は excitation state で の molecular structure - the は hope ま し く な い. そ の is, In the active state, で ねじれを is accompanied by わな ような ような. Members of the direct and alternating cooperative system に を て検 て検 seek を and みた. 戦 slightly と し て, ね じ れ が up こ る imidazole base と thiophen に ring parts with し, molecular skeleton の just laymen の upward に よ る TICT state の resistance against を beg し 検 た. Results と し て キ ノ イ ド tectonic を と り easy い thienothiophene を import し た rectangular cross type of molecular total service で は, He の rectangular cross type molecular が total service department in す TICT 発 light と は different な る 挙 dynamic を shown し た. こ の results は molecular skeleton が ICT state で の most stable な three-dimensional structure に influence を and え て い る こ と を in stopping し て い る. の above results を ま と め, now contribute papers を で あ る. ま た, molecular skeleton に よ る ICT 発 light へ の influence に つ い て linear total service department of molecular に つ い て も beg し 検 た. Results と し て thienothiophene を import し た linear total service department of molecular で は ICT state と み ら れ る 発 を し, light more に electronic sex and supply base の methoxy base を replacement す る こ と で, 顕 な ICT 発 the light を shown し た. こ の 発 light は LE 発 light よ り も そ の 発 light quantum が 収 rate upward し て お り, k_ (nr > が low cut し て い る こ と か ら non ね じ れ の ICT を condition と っ て い る と push examine さ れ る. Add え て, thienothiophene に OH base を import し た linear molecular し を synthesis service department, acid salt base 応 a sexual の non ね じ れ type の ICT 発 light を be presently し た. こ の results に っ い て も now paper submitted to prepare で あ る. In all above の は excitation state で も tectonic を bartender っ た ビ ル デ ィ ン グ ユ ニ ッ ト と し て の USES が expect で き, this research topic に お い て optimum と さ れ る pointer を の molecular structure design must た と い え る.

项目成果

The Origin of the Emission Properties of it-Conjugated Molecules that have an Acid-responsive Benzimidazole Unit

具有酸响应性苯并咪唑单元的共轭分子发射特性的起源

• DOI: 10.1002/ajoc.201200203
• 发表时间: 2013
• 期刊: Asian Journal of Organic Chemistry
• 影响因子: 2.7
• 作者: 小宮成義;他;Toshifumi Inouchi
• 通讯作者: Toshifumi Inouchi

Emission Properties of T-Shaped π-Conjugated Molecules having an Acid-resnonsive Benzimidazole Unit

具有酸响应苯并咪唑单元的T型π共轭分子的发射性能

• 发表时间: 2013
• 作者: Yu Kitaoka;et al.;井内 俊文
• 通讯作者: 井内 俊文

イミダソリウム基を用いたπ共役ビルディングユニットの開発

利用咪达唑鎓基团开发π-共轭建筑单元

• 发表时间: 2012
• 作者: Yu Kitaoka;et al.;井内 俊文;Yu Kitaoka;Yu Kitaoka;井内 俊文;井内 俊文;井内 俊文;井内 俊文;井内 俊文
• 通讯作者: 井内 俊文

イミダゾール基を含むT字π共役分子の光学特性

含咪唑基T型π共轭分子的光学性质

• 发表时间: 2013
• 作者: Yu Kitaoka;et al.;井内 俊文
• 通讯作者: 井内 俊文

Acid-induced Twisted Intramolecular Charge Transfer Emission of T-shaped π-Conjugated Molecules Having a Benzimidazole Junction

具有苯并咪唑结的 T 型 π 共轭分子的酸诱导扭曲分子内电荷转移发射

• 发表时间: 2012
• 作者: Yu Kitaoka;et al.;井内 俊文;Yu Kitaoka;Yu Kitaoka;井内 俊文;井内 俊文;井内 俊文;井内 俊文
• 通讯作者: 井内 俊文