メタルフリー型有機ボロン錯体を基盤とする常温燐光物質の創成

点击翻译按钮获取中文摘要

平成27年度では，ハロゲン原子を有するメタルフリー型有機ボロン錯体の合成ならびにその常温燐光特性評価を積極的におこなった．また，本年度の目標であったヨウ素の原子を有するボロン錯体の結晶状態における燐光メカニズムについて解明するために，密度汎関数理論計算を用いて，その分子間相互作用の詳細を解析にも成功した．これまでの研究で，項間交差を促進させるために重原子としてヨウ素原子を導入した有機ボロン錯体の結晶が顕著な常温燐光を示すことを明らかにしてきた．本年度では，その常温燐光に寄与する分子間相互作用を評価した．単結晶X線構造解析と計算化学的手法により，結晶中の有機ボロン錯体の分子のベンゼン環と隣接分子のジヒドロジオキサンボリニン環との連続した重なりに由来した堅いパッキング構造の形成によって，最低励起一重項状態と最低励起三重項状態から基底一重項状態（S1→S0とT1→S0）への熱失活が抑制されることがわかった．また，最低励起一重項状態から最低励起三重項状態（S1→T1）への効率的な項間交差が，禁制なS1→S0電子遷移ならびにS1-T1 またはS1-T2間の小さなエネルギーギャップをもつ「励起マルチマー」の形成により促進されることがわかった．上記の二つの要因によって，有機ボロン錯体の常温燐光が生じることを明らかにした．上記の結果については，第18回ヨウ素学会シンポジウムでポスター発表しており，申請者は優秀ポスター賞の受賞に至っている．また，本研究に関連する有機ボロン錯体の「励起マルチマー」についての研究が，Chemistry - A European Journal（Wiley-VCH社，総合化学雑誌）に掲載され，本雑誌のInside Back CoverおよびHot Paperに採択された．