超微小な粘度を蛍光寿命で定量できる「羽ばたく分子」の開発と光科学技術への展開

研究内容1．縮環様式が異なる羽ばたくペリレンビスイミドの光物性報告者は修士課程においてペリレンイミドを「羽」にもつ粘度応答型羽ばたき分子、FLAP1を独自に開発してきた。今年度、FLAP1とはシクロオクタテトラエン(COT)との縮環様式が異なる新たな羽ばたく分子FLAP2を合成した。本合成過程には、報告者が独自に開発した鍵前駆体に加え、マイクロ波加熱を併用することにより、高収率・短時間での合成を可能にした。FLAP1はトルエン中で弱い橙色蛍光を示したのに対し、FLAP2は強い緑色蛍光を示した。さらに、溶媒の極性が高くなると、蛍光量子収率が著しく低下し、蛍光寿命が短くなる性質をもつ。対応するペリレンビスイミドモノマーではそのような現象は見られず、溶媒に依存せず常に強い蛍光を示すため、この現象はFLAP2に独特である。超高速分光の専門家との研究を行った結果、励起状態で非常に速い速度で電子移動が起きているおり、無輻射失活(発光せず基底状態に戻ること)していることが明らかにした。現在は超高速分光の専門家と共に論文執筆中である。研究内容2．強い会合挙動を示す羽ばたくペリレンビスイミドの会合挙動評価FLAP2はかさ高い置換基を導入することで、分子同士の相互作用を阻害し、溶媒中における単分子物性を評価することに適した骨格であった。一方、長いアルキル鎖を用いることで溶解性を維持しつつ分子同士の会合挙動を観測できると期待された。この目的の元、合成されたFLAP3は狙い通り、メチルシクロヘキサン中で会合し、温度や濃度に応じて吸収スペクトルを変化させる。時間とともに溶液中の粒子径が増大することも強い会合挙動を示唆する結果となった。対応するPBIモノマーと比較したところ、会合定数は5000倍以上であり、会合の強さが定量的に証明された。今後は会合の様式や励起状態のダイナミクスを調べる予定である。

研究内容1．縮環様式が異なる羽ばたくペリレンビスイミドの光物性報告者は修士課程においてペリレンイミドを「羽」にもつ粘度応答型羽ばたき分子、FLAP1を独自に開発してきた。今年度、FLAP1とはシクロオクタテトラエン(COT)との縮環様式が異なる新たな羽ばたく分子FLAP2を合成した。本合成過程には、報告者が独自に開発した鍵前駆体に加え、マイクロ波加熱を併用することにより、高収率・短時間での合成を可能にした。FLAP1はトルエン中で弱い橙色蛍光を示したのに対し、FLAP2は強い緑色蛍光を示した。さらに、溶媒の極性が高くなると、蛍光量子収率が著しく低下し、蛍光寿命が短くなる性質をもつ。対応するペリレンビスイミドモノマーではそのような現象は見られず、溶媒に依存せず常に強い蛍光を示すため、この現象はFLAP2に独特である。超高速分光の専門家との研究を行った結果、励起状態で非常に速い速度で電子移動が起きているおり、無輻射失活(発光せず基底状態に戻ること)していることが明らかにした。現在は超高速分光の専門家と共に論文執筆中である。研究内容2．強い会合挙動を示す羽ばたくペリレンビスイミドの会合挙動評価FLAP2はかさ高い置換基を導入することで、分子同士の相互作用を阻害し、溶媒中における単分子物性を評価することに適した骨格であった。一方、長いアルキル鎖を用いることで溶解性を維持しつつ分子同士の会合挙動を観測できると期待された。この目的の元、合成されたFLAP3は狙い通り、メチルシクロヘキサン中で会合し、温度や濃度に応じて吸収スペクトルを変化させる。時間とともに溶液中の粒子径が増大することも強い会合挙動を示唆する結果となった。対応するPBIモノマーと比較したところ、会合定数は5000倍以上であり、会合の強さが定量的に証明された。今後は会合の様式や励起状態のダイナミクスを調べる予定である。