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

利用荧光寿命定量超细粘度的“扑动分子”的开发及其在光学科学技术中的应用

• 批准号: 22KJ1712
• 负责人: 木村 僚
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1712/
• 关键词: ペリレンイミド; 蛍光分子; 励起状態; 電子移動; 超高速分光; 会合; COT(シクロオクタテトラエン); 粘度プローブ; ネマチック液晶; 相転移; 分子配向

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。

The main contents of this paper are as follows: 1. The development of FLAP1 molecule is independent of the development of FLAP1 molecule. This year, FLAP1 and FLAP2 are synthesized by the new molecule FLAP2. The synthesis process is simple, rapid and efficient. FLAP1 shows a weak orange glow in the middle, FLAP2 shows a strong green glow in the middle The polarity of the solvent is too high, the photon yield is too low, and the photon lifetime is too short. For example, if the solvent is not present, the solvent is not present. The results of the study of ultra-high speed spectroscopy show that the excitation state is very high speed, the electron movement is very high speed, and the radiation is not inactivated. Now we are writing a thesis on ultra-high-speed spectroscopy. 2. Evaluation of molecular physical properties in solvents due to the introduction of high substitution groups into the medium. The solubility of a molecule can be maintained by measuring the convergence of molecules. For this purpose, FLAP3 is used for communication, concentration, temperature and absorption. The particle size in the solution increases, and the convergence rate increases. The number of meetings is more than 5000 times, and the number of meetings is more than 5000 times In the future, the convergence mode will be adjusted according to the predetermined conditions.

项目成果

V字型ペリレンビスイミド二量体の会合と刺激応答

V型苝双酰亚胺二聚体的缔合和刺激反应

• 发表时间: 2022
• 作者: Jianeng Xu;Benjamin Le Oauy;Ryo Ohtani;Masaaki Ohba;木村 僚・齊藤尚平
• 通讯作者: 木村 僚・齊藤尚平

Viscosity probing function of flapping fluorophores and their optical properties in a nematic liquid crystal

向列液晶中扑动荧光团的粘度探测功能及其光学特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryo Kimura;Hidetsugu Kitakado;Hiroyuki Yoshida;Shohei Saito
• 通讯作者: Shohei Saito

高密度共役システムを志向したV字型ペリレンビスイミド二量体の刺激応答解析

V型苝双酰亚胺二聚体对高密度共轭体系的刺激响应分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 鄭樹基;鈴木孝紀;石垣侑祐;木村 僚・齊藤尚平
• 通讯作者: 木村 僚・齊藤尚平

Synthesis, Properties, and Intermolecular Interactions in the Solid States of π-Congested X-Shaped 1,2,4,5-Tetra(9-anthryl)benzenes

π-稠密 X 型 1,2,4,5-四(9-蒽基)苯的固态合成、性质和分子间相互作用

• DOI: 10.1246/bcsj.20220257
• 发表时间: 2022
• 期刊: Bulletin of the Chemical Society of Japan
• 影响因子: 4
• 作者: Nishiuchi Tomohiko;Takeuchi Shino;Makihara Yuta;Kimura Ryo;Saito Shohei;Sato Hiroyasu;Kubo Takashi
• 通讯作者: Kubo Takashi

ネマチック液晶に分散させた蛍光粘度プローブの挙動解析

荧光粘度探针分散在向列液晶中的行为分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Kenta Sasaki;Hitomi Yamate;Hiroki Miura;Haruka Yoshino and Masaaki Ohba;木村 僚・北鹿渡秀嗣・山角拓也・吉田浩之・齊藤尚平
• 通讯作者: 木村 僚・北鹿渡秀嗣・山角拓也・吉田浩之・齊藤尚平