旭硝子財団助成研究成果報告2020

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44武田　洋平49Youhei TAKEDA柴田　哲男50Norio SHIBATA直交性ドナー・アクセプターπ共役システムに基づく励起状態マネージメント （2017採択）Excited States Management based Perpendicular Donor-Acceptor π-Conjugated Systems(Project 2017)成層圏フロン分解プロセスを模倣したマイクロフロー技術によるフルオロ官能基化反応の開発 （2016採択）Development of fluoro-functionalization reactions in micro-flow technology inspired by stratospheric ozone depletion(Project 2016)旭硝子財団　助成研究成果報告（2020）search that the metal nanocylinder arrays work as a highly efficient directional light extraction filter and clar-ified its potential as a next-generation light source. In this study, I manifested“light management science”as a high-level concept of this technology, and tried to construct a comprehensive science system across metals, semiconductors, insulators, and other materials for nanostructures that control light. Especially the coversion efficiency of the emitter-on-array systems has been investigated. At the same time, I also conducted research on the establishment of technology to control the thermal energy accompanying light energy.“光の世紀”と称される21世紀において，光機能を自在に制御する技術・原理・システムの開発は，医療・情報・材料の多岐に渡る分野の飛躍的発展に貢献できる可能性を秘めていることから，極めて意義深い．本研究課題では，“光機能の自在制御”という命題に対する化学的アプローチの一つとして，直交型ドナー・アクセプターπ共役系に特徴的なスピン−軌道相互作用や振電相互作用を活用した光励起状態のマネージメント方法を提案・実践することを目的とした．研究代表者がこれまでに旭硝子財団研究奨励助成を通じて開発に成功したU字型ドナー・アクセプター・ドナー（D-A-D）発光分子群をプラットフォームとして活用し，構造改変による熱活性化遅延蛍光（TADF）と室温リン光（RTP）のスイッチングを実現した．In the 21st century, which is called the “Century of Light,”the development of technologies, principles, and systems that allow for the control of optical functions is extremely significant because it has the potential to contribute to the dramatic development of a wide range of fields such as medicine, information, and materials sciences. As one of the chemical approaches for the control of optical functions of materials, the aim of this re-search is to propose and practice a method to manage the photo-excited states of molecular materials by utiliz-ing the spin-orbit and vibratory interactions characteristic to the orthogonal donor-acceptor π-conjugated sys-tem. Specifically, we have used the unique U-shaped donor-acceptor-donor (D-A-D) luminescent molecules, which was developed by the principal investigator through a previous research funded by a Research Encour-agement Grant of the Asahi Glass Foundation, as a molecular platform to realize thermally activated delayed fluorescence (TADF) and room temperature phosphorescence (RTP) switching by structural modification.医農薬品や機能性材料製造の重要な中間体であるトリフルオロメチル化合物を，フロン23やトリフルオロヨードメタンを用いて製造する手法を見出した．フロン23から発生させる短寿命トリフルオロメチルアニオンは有機超塩基P4- tBuとのイオン対とすることで安定化し，立体選択的反応に用いた．カリウム塩基を用いた場合では，グリム溶媒でカリウムをカプセル化してイオン対安定化し，トリフルオロメチル化反応を実現した．マイクロフロー合成手法を用いれば特殊なイオン対を経由することなくトリフルオロメチル化反応を実施でき，トリフルオロヨードメタンは，安価で堅牢性の高いフタロシアニン触媒を用いてオレフィン類への光分解型トリフルオロメチル化反応を達成した．