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Adv Sci (Weinh)
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Visible-Light-Driven Fluorescence Turn-on Photoswitches With Near Quantitative Photocyclization Yield
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物質:
- ジメトキシフェニル (DMPB) 官能基を持つジアリールエテン異性体(o-DMPB, p-DMPB, m-DMPB)
- 可視光(405 nm)によって作動する蛍光フォトスイッチ
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方法:
- 可視光 (405 nm) 照射による開環異性体の閉環反応の評価
- 異性体ごとの環化収率の測定
- 熱安定性、光安定性、疲労耐性の評価
- 偽造防止、情報暗号化、光書き換えパターンへの応用評価
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新発見:
- o-DMPBおよびp-DMPBは、405 nmの可視光下でほぼ定量的な環化収率(最大94%)を示す
- m-DMPBは可視光応答が限定的で、環化収率は22%にとどまる
- すべてのフォトスイッチは優れた熱安定性、光安定性、疲労耐性を持つ
- 特にo-DMPBは、偽造防止、情報暗号化、光書き換えパターンへの応用に有望
- 高性能な蛍光フォトスイッチの開発に向けた有益な戦略を提供
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Beilstein J Org Chem.
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Effect of substitution position of aryl groups on the thermal back reactivity of aza-diarylethene photoswitches and prediction by density functional theory
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物質
- 新しい光クロミック化合物としてアザ-ジアリールエテンが開発された。
- アザ-ジアリールエテンの位置異性体(N1-N4およびI1-I4)が使用された。
- 溶媒としてn-ヘキサンを使用。
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方法
- 6πアザ-エレクトロ環化反応による高速かつ可逆的な光クロミック反応を観察。
- 熱的逆反応の速度論的解析を実施し、活性化パラメータを特定。
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密度汎関数理論(DFT)計算を使用して熱的逆反応性を予測。
- M06およびMPW1PW91の汎関数が最も正確であることを確認。
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新発見
- アリール基の置換位置が分子の熱安定性に影響を与えることを明らかにした。
- DFT計算により予測された熱的逆反応性が実験データと高い一致を示した。
- 光クロミック材料の熱的および光物理的特性を調整するための新たな設計指針を提供。
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J Am Chem Soc.
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Advancing the Mechanosensitivity of Atropisomeric Diarylethene Mechanophores through a Lever-Arm Effect
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物質
- 非共有結合機械変換を対象としたジアリールエテンメカノフォア
- 5-フェニルベンゾ[b]チオフェンアリール基を持つM3
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方法
- レバーアーム仮説に基づくメカノフォア設計
- 密度汎関数理論(DFT)計算
- 単一分子力分光法(SMFS)測定
- 超音波照射実験
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新発見
- レバーアーム仮説が支持され、アトロプ異性体の化学的変換に対する機械的感受性を確認
- M3の遷移力が131 pN ± 4 pNと測定され、他の機械誘起化学プロセスよりも低い力で反応することを発見
- アトロプ異性メカノフォアにおける化学-機械結合の基本的理解を提供
- ナノスケールの機械的挙動研究を支援する高感度メカノケミカルプロセス設計の可能性を示唆
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Vintages for New Fashion: Red-Shifted Photoswitching via the Triplet-Photoreaction Channel with Charge-Transfer Complex Sensitizers
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物質(Materials)
- ドナーおよびアクセプター単位を組み合わせた電荷移動錯体(CTC)増感剤
- クラシックなジアリールエテン(DAE)光スイッチ
- 各種基板
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方法(Methods)
- 異なるドナーおよびアクセプター単位間の相互作用を精密に調整し、CTC増感剤を合成
- CTC増感剤を用いた可視光吸収の強化およびΔEST(三重項–一重項エネルギー差)の狭小化
- CTC増感剤とDAE光スイッチを組み合わせ、三重項光反応経路を利用して可視光(475 nm/605 nm)での双方向光変色を実現
- 光応答性印刷および力学的に制御可能なインクパッドなどの概念実証アプリケーションを開発
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新発見(Findings)
- CTC増感剤を利用することで、可視光領域全体で動作可能な光スイッチの設計が可能
- CTC増感剤は、高い可視光吸収性と狭いΔEST特性を示し、光変色性能を向上
- CTC増感剤の柔軟な合成・調整が可能であり、一般的な応用だけでなくカスタマイズされた光応答システムの開発にも適用可能
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J Phys Chem B.
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Tale of Three Dithienylethenes: Following the Photocycloreversion with Ultrafast Spectroscopy and Quantum Dynamics Simulations
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物質
- 二つの硫黄原子の配置のみが異なる三種類のジアリールエテン誘導体
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方法
- 紫外可視(UV-vis)および赤外(IR)フェムト秒分光法を使用
- 量子化学的動力学シミュレーションを実施
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新発見
- 分子のわずかな構造差にもかかわらず、光反応の収率と時間が大きく異なる
- 量子収率、電子的および振動的緩和時間、構造特性の関係を解明
- 分子の中央環の局所的な芳香性が、量子収率および環開裂(cycloreversion)の速度の予測因子となる可能性を示唆
- 電子的動力学の観点では、環開裂は最大でも数ピコ秒で完了
- しかし、全ての誘導体において核(原子核)の再配置時間は10~25ピコ秒と長く、最終的な安定光生成物の形成時間を決定する