1対1の水素結合を鍵としたカルボラン類の発光機構制御と三色同時発光性分子への展開

利用一对一氢键控制碳硼烷的发光机理及三色同时发光分子的开发

• 批准号: 21J14940
• 负责人: 越智 純毅
• 金额: $ 0.96万
• 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: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14940/
• 关键词: o-カルボラン; エキシマー発光; 水素結合; 二重発光

・メチレン基をリンカーに有するo-カルボラン－アクリジン連結系の合成と評価研究員は昨年度以前の研究にて、o-カルボラン（oCB）とアクリジンをメチレン基で連結した分子が水素結合に基づくダイマー構造を形成し、固体状態で「二重エキシマー発光」という稀有な光学物性を示すことを見出している。本年度は、温度可変分光測定やDFT計算を行うことで発光の詳細なメカニズムを明らかにし、二重エキシマー発光についての系統的評価を初めて行うことに成功した。以上の研究により，アクリジンの局所励起（LE）発光および二種のエキシマー発光という，三種類の発光を示す分子系を構築した。・o-カルボランの分子内電荷移動（ICT）発光についての実験的評価および考察oCBの炭素上へ芳香環を導入した分子群は、oCBから芳香族へのICTに基づく高輝度発光を示す。ここで、oCBが有する様々な発光メカニズムを自在に設計するためには、ICTの効率を制御する指針を得ることが必要である。こうした背景のもと、本年度は ①芳香環をoCBの炭素上・ホウ素上それぞれに導入した場合の光学特性の違い、②芳香環の異なる置換位置へoCBを導入した場合の光学特性の違い、という2種類の研究を実施した。これらの検討より、ICT効率を支配する因子として「oCBのC-C結合と芳香環の環中心の距離」が重要であると見出され、oCBを基盤とした発光性分子のメカニズムを制御する新たな設計指針を提案した。以上の研究により，LE発光・ICT発光・エキシマー発光という，oCBが生じうる発光過程について詳細な検討を行い，その設計指針について洞察を得ることができた。これらの知見は，oCBを基盤とした機能性発光材料をボトムアップ的に設計する上で重要であると考えられる。

· メ チ レ ン base を リ ン カ ー に have す る o - カ ル ボ ラ ン - ア ク リ ジ ン link is の synthetic と 価 researcher は yesterday before the annual の research に て, o - カ ル ボ ラ ン (oCB) と ア ク リ ジ ン を メ チ レ ン base で link し た molecular が water element combination に base づ く ダ イ マ ー tectonic を し, solid state formation で "double エ キ シ マ ー 発 light" と The rare な optical properties を show that す る とを とを とを reveal that て て る る る. は, temperature can be this year - spectral photometry や DFT calculation line を う こ と で 発 light の detailed な メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に し, double エ キ シ マ ー 発 light に つ い て の system evaluation 価 を early め て line う こ と に successful し た. Above の research に よ り, ア ク リ ジ ン の bureau wound up (LE) 発 light お よ び two の エ キ シ マ ー 発 light と い う, three kinds の 発 department を を shown す molecules to construct し た. · o - カ ル ボ ラ ン の intramolecular charge mobile (ICT) 発 light に つ い て の be evaluate 験 価 お よ び investigation oCB の へ aromatic ring on the carbon rings を import し た molecular group of は, oCB か ら aromatic へ の ICT に base づ く degree of micromixer mixing effect 発 light を す. こ こ で, oCB が have す る others 々 な 発 light メ カ ニ ズ ム を comfortable に design す る た め に は, ICT の sharper rate を suppression す を る Pointers to る こ と が necessary で あ る. こ う し た background の も と, this year's は (1) aromatic ring を oCB の carbon on · ホ ウ element on そ れ ぞ れ に import し た occasions の optical properties の violations い の vision, (2) the aromatic ring な る replacement position へ oCB を import し た occasions の optical properties の violations い, と い う 2 kinds の を be applied し た. Beg よ こ れ ら の 検 り, ICT services rate を dominate す る factor と し て "oCB の C - C combined with と の aromatic ring の ring center distance" で が important あ る と shows さ れ, oCB を base plate と し た 発 optical molecular の メ カ ニ ズ ム を suppression す る new た pointer を な design proposal し た. Above の research に よ り, LE 発, ICT 発 light · エ キ シ マ ー 発 light と い う, oCB が raw じ う る 発 light process に つ い て detailed な 検 for line を い, そ の design pointer に つ い て insight を must る こ と が で き た. こ れ ら の knowledge は, oCB を base plate と し た functional 発 light material を ボ ト ム ア ッ プ に design す る で important で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

含窒素環カルボランのカラム状積層を鍵とした固体エキシマー発光の発現

利用含氮环碳硼烷的柱状堆积开发固态准分子发光

• 发表时间: 2021
• 作者: 越智純毅;田中一生
• 通讯作者: 田中一生

Tuning of the height of energy barrier between locally-excited and charge transfer states by altering the fusing position of o-carborane in phenylnaphthalene

通过改变邻碳硼烷在苯基萘中的熔合位置来调节局部激发态和电荷转移态之间的能垒高度

• DOI: 10.1039/d3cp00334e
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Ochi Junki;Yanagihara Takumi;Tanaka Kazuo;Chujo Yoshiki
• 通讯作者: Chujo Yoshiki

Solid-state Excimer Emission and Thermochromic Property of Acridine-Substituted o-Carboranes

吖啶取代的邻碳硼烷的固态准分子发射和热致变色性能

• 发表时间: 2021
• 作者: 越智純毅;田中一生
• 通讯作者: 田中一生