1 詳細
Photophysical study of 5-substituted benzofurazan compounds as fluorogenic probes
S. Uchiyama, K. Takehira, S. Kohtani, T. Santa, R. Nakagaki, S. Tobita and K. Imai
Phys. Chem. Chem. Phys., 2002, 4, 4514-4522.
■ Abstract
Nine 5-substituted benzofurazans including the non-substituted benzofurazan were synthesized, and measurements of the fluorescence, photolysis, transient absorption, and time-resolved thermal lensing signal were performed in order to understand the relaxation processes of these compounds.
The results indicated that the main relaxation process was a photoreaction from an excited singlet state and the rate of the primary bond cleavage in the excited state tended to increase in the compound in which the S2←S0 absorption band is located close to the S1←S0 absorption band.
These results suggest that the reactive state might be the S2 state, and that the interaction between the S1 and S2 states promotes the photoreaction.
The separation of the S1 state from the S2 state decreases the rate of photoreaction, resulting in an increase in the fluorescence quantum yields.
The fluorescence quantum yields of the 5-substituted benzofurazans in cyclohexane and acetonitrile were compared with their E(S1,S2) (energy gap between the S1 and S2 states) values calculated by using a combination of AM1(EXCITED) and AM1-CAS/CI(CI=6) for geometric optimization and calculation of the energy levels, respectively.
The E(S1,S2) values correlated well with the fluorescence qumtum yields in each solvent, thus enabling us to predict the fluorescence properties of the 5-substituted benzofurazans based on their chemical structures.
■ 内容
５位一置換ベンゾフラザン化合物について，蛍光量子収率の予測法を確立しました．
光分解実験，過渡吸収スペクトルの測定，熱レンズ測定などの結果から，これら化合物中の蛍光と競合する主な無輻射緩和過程は，励起状態からの光分解であり，S1状態とS2状態がエネルギー的に離れた化合物ほど光分解が抑制され，結果として強い蛍光を発することがわかりました．
この結果を踏まえ，半経験的分子軌道法（AM1）によって算出した各化合物の S1, S2 両状態のエネルギーと蛍光量子収率を比較したところ，そのエネルギー差が大きい化合物ほど蛍光量子収率も大きくなりました．
以上より，５位一置換ベンゾフラザン化合物の蛍光量子収率は，分子軌道法を用いて S1, S2 状態間のエネルギー差を計算することにより，予測可能となりました．
■ ひとこと
PCCP Major revision でアクセプト．
この論文は，僕にとって今後のために非常に重要であったと思います．
その理由は大きく二つあります．一つ目は，他の研究室との共同研究によるということです．
研究室での即戦力である D3 ともなると，普通は研究室でそれなりに偉大な先輩として扱われ，さらに東大生ということも相まって自分を見失うところですが，他の世界と交わることによって，非社会人になるのを免れることができました．
出身研究室では東大こそが一番だと育てられてきましたが，全くそんなことはないということを身をもって実感しました．
二つ目は，物理化学分野の雑誌に論文が掲載されたことです．
自分は今まで分析化学の分野で研究を行ってきましたが，初めて他の分野においてもそれなりではありますが，仕事を認めてもらうことができました．
育ってきた土壌の全く違う方々と共に一つの成果を出すという難しさを経験し，その上で仕事としてまとめることができたのですから，視野を広げるという点でこれ以上ない経験をさせていただきました．
思えばこの仕事を始めたあたりから，視点が外へ外へと向いていったような気がします．