光機能性材料

π共役化合物の発光特性は分子の"柔らかさ"によって蛍光挙動が大きく変化します。分子構造が柔らかく、溶液中など自由に動ける状態では、光励起後、分子の構造変化が大きいため熱失活により発光を示しにくくなります。一方で、このような分子の中には固体状態や冷却した状態など、分子の構造変化が抑制される条件下では発光強度が増加することがあります。

我々は、この特性を利用して、柔らかいπ共役骨格に感応性のピロールユニットを取り入れた分子を設計しました（J. Org. Chem. 2019）。ピロール骨格は、イオンや金属、ルイス塩基などと強く相互作用し、錯体を形成することが知られています。そのため、分子がこれらの物質との特異的な錯体形成に伴って発光挙動が変化するため、プローブとして機能することが期待されます。

実際に合成した化合物は、アニオンの包摂に伴って分子運動が抑制される結果、蛍光増強を示すことが明らかになりました（Bull. Chem. Soc. Jpn. 2019）。さらに、固体状態における分子の包摂空間と包摂能を制御することで、THFやアルコールなどの特定の溶媒蒸気曝露によって発光色が大きく変化する”ベーポクロミズム”を利用したプローブ材料（Cryst. Growth. Des. 2020）や、特定のガスを検出可能なセンシング材料開発にも成功しています。