課題番号 ：S-20-CT-0019
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：分子内光電荷分離の実現に向けたESIPT型色素の合成と評価
Program Title (English) ：Synthesis and evaluation of ESIPT fluorophores for creation of photo-induced intramolecular charge separation
利用者名（日本語） ：宮本尚也1), 坂井賢一1)
Username (English) ：A. Naoya Miyamoto1), Ken-ichi Sakai1)
所属名（日本語） ：1) 公立千歳科学技術大学　大学院理工学研究科
Affiliation (English) ：1) Chitose Institute of Science and Technology

１．概要（Summary ）
　π共役系分子の両端に正電荷と負電荷を配置した「π共役型双性イオン」は、その大きな双極子モーメントに起因した光機能性や電子機能性の発現が期待されている物質群である。我々は励起状態分子内プロトン移動(ESIPT)型色素の2,4-bis(4,5-diphenyl- 1H-imidazol-2-yl)phenol (2,4-bImP) が、UV光照射によってフォトクロミズムを示すとともに、光生成物がソルバトクロミズムを示すことを見出した。この光生成物が、ESIPT後に形成された「π共役型双性イオン種」であるとする仮説を立て、NMR測定(1H, 15N)や振動分光測定(Raman)の結果からその検証を試みた。

２．実験（Experimental）
NMRの測定にはJEOL JNM-ECP400を、またRaman分光測定にはRenishaw inVia Reflexを使用した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
無色透明な2,4-bImPのCHCl3溶液にUV光を照射すると、溶液は直ちに濃緑色に変化する。その後、酸(TFA)を加えると濃緑色から赤色へと変化し、更に塩基(TFA)を加えると元の無色に戻る。このような一連の変化に対して、15N-NMRの測定結果(Fig. 1)は、2,4-bImPに含まれるイミダゾール環の４つの窒素(N = 2 ,NH = 2)が、UV照射によってその割合が(N =１,NH = 3)へと、またTFA添加によって(N = 0, NH = 4)へと変化する様子を示しており、π共役型双性イオン種の生成を支持する結果であった。一方、UV照射後のRamanスペクトル(Fig. 2)には活性化されたC=C伸縮モードが観測され、これも上記仮説を強く支持する結果であった。

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 宮本尚也,小川真由,坂井賢一,河野敬一,芥川智行,化学系学協会北海道支部2021年冬季研究発表会,令和３年1月27日.
(2) 宮本尚也,小川真由,坂井賢一,河野敬一,芥川智行,日本化学会第９８回春季年会,令和３年３月２２日.
６．関連特許（Patent）
なし