高効率な円偏光発光への応用を目指した、超分子ラセン型キラル発光材料の開発

开发用于高效圆偏振光发射的超分子螺旋手性发光材料

• 批准号: 13J01967
• 负责人: 久松 秀悟
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01967/
• 关键词: 水素結合; 有機結晶; 共結晶構造; ダイマー発光; 固体発光; AIE特性

本研究では、ラセン構造を利用したキラル発光材料の開発を目的としている。この目的を達成するために、発光部位をリンカーでつなぎ、ラセン状に折りたたんだコの字およびS字型のフォルダマー分子を考案した。高輝度なキラル発光を実現するために、次の2つの項目についての調査を行った。(1)リンカーの特性に関する調査。リンカー部位はフォルダマー分子をキラルなラセン状に折りたたむために非常に重要な部位である。本研究ではリンカー部位にウレア基を用い、2枚のフェニル基をつなぎ、その両末端にはカルボキシ基を備えたコの字型分子を設計した。コの字型分子とジピリジル誘導体等との共結晶は、誘導体に依存し様々な結晶構造を構築した。共結晶中のコの字型分子中のフェニル基同士のねじれは、広範囲の角度を採る事が分かった。これにより、リンカーとしてのウレア基は、ある程度柔軟性を持った折りたたみ構造の構築に有用である事が示唆された。(2)発光部位に関する光学特性の調査。発光部位としてアントラセンを採用し、固体状態における発光性の制御を試みた。具体的には、アントラセン部位をペア型に配列させる事でダイマー発光を固体状態で発現させた。さらに多形結晶を利用する事で青色と緑色の発光を示す結晶を得る事に成功した。準安定な構造の青色発光結晶を加熱すると安定な結晶構造への相転移が起こり発光色が青から緑へと変化する現象が観測された。またこれらの誘導体をポリマーに分散させた際、分散割合を変える事で青色や緑色の発光を示すフィルムが得られた。この系での結晶多形の発現は、誘導体が有する2種類の水素結合部位が形成する結合様式に基づくものであり、発光性を示す多形結晶としては、非常に珍しいものである。これらの研究成果は、(1)では学術論文として発表済みである。(2)では、近日中に論文として投稿予定であり、また国際学会での発表や筆者の博士論文中でも報告している。

这项研究旨在使用光泽结构开发手性发光材料。为了实现这一目标，我们设计了一个U形和S形的折叠分子，该分子通过将发光位点链接到光泽中。为了实现高亮度手性发射，我们对以下两个项目进行了调查：（1）有关接头属性的调查。接头位点是将折叠式分子折叠成手性螺旋形状的非常重要的位点。在这项研究中，将尿素组用于接头位点，连接两个苯基，并且在两端都使用羧基设计了U形分子。 U形分子和二吡啶基衍生物等的共结晶依赖于衍生物来构建各种晶体结构。发现共晶体中U形分子中的苯基之间的扭曲需要广泛的角度。这表明尿素组作为接头在构建具有一定灵活性的折叠结构方面非常有用。 （2）调查发光位点的光学性质。蒽被用作发光位点，并尝试控制固态中发光特性。具体而言，二聚体发射以固态表达，通过成对排列蒽部位。此外，通过使用多态性晶体，我们成功地获得了表现出蓝色和绿光发射的晶体。当加热亚稳态的蓝色发射晶体时，发生相变到稳定的晶体结构，并且观察到发光颜色从蓝色变为绿色的现象。此外，当这些衍生物分散在聚合物中时，通过更改分散比获得了发射蓝光和绿光的膜。该系统中晶体多态性的表达基于结合模式，在该模式中，在衍生物中形成了两种类型的氢键位点，对于表现出发光特性的多晶晶晶体而言，极为罕见。这些研究结果已在（1）中发表为学术论文。 （2）计划很快将其作为论文，并在国际科学学会和作者博士论文的演讲中报道。

项目成果

水素結合を利用したペア型結晶の発光特性

使用氢键的配对晶体的发光特性

• 发表时间: 2013
• 作者: Atsushi Konishi;Kiyoshi Yasukawa;久松秀悟
• 通讯作者: 久松秀悟

Pairwise-packed anthracene derivatives inducing solid-state dimer emission

成对堆积的蒽衍生物诱导固态二聚体发射

• 发表时间: 2013
• 作者: 小西篤;馬暁晨;横山高広;保川清;久松秀悟
• 通讯作者: 久松秀悟