Pairwise packing of anthracene fluorophore; Hydrogen-bonding-assisted dimer emission in solid state

アントラセン発光体のペア型発光; 固体状態における水素結合により形成されたダイマー発光

久松 秀悟; 桝 飛雄真*; 高橋 正洋*; 岸川 圭希*; 幸本 重男*

Hisamatsu, Shugo; Masu, Hyuma*; Takahashi, Masahiro*; Kishikawa, Keiki*; Komoto, Shigeo*

9位にカルバメート基を、10位にエステル基をそれぞれ有するアントラセン誘導体を調製し、それらの結晶構造中にアントラセン発光体のペア型パッキング構造を持つ結晶を作製した。それらはエタノール溶液中で非発光性であり、エタノール水溶液中および固体中でAIE(凝集誘導放出)特性を示した。それらの結晶構造解析により、その結晶構造に関与する水素結合ネットワークが4つのパターンに分類されることが示された。それはカルバメートとエステルカルボニル(モチーフA)との水素結合、カルバメートとエステル酸素原子(モチーフB)との水素結合、カルバメート部分の水素結合環状二量体(モチーフC)、カルバメート間での連続的な水素結合(モチーフD)である。ペア型構造をとったアントラセン発光体は、ペアを形成していない状態のとき発する発光の波長よりも、長波長の発光を示すダイマー発光を示した。

Anthracene derivatives possessing a carbamate group and an ester group at their 9- and 10-positions, respectively, were prepared to furnish pairwise packing of anthracene fluorophores in their crystal structures. They were nonluminescent in ethanol solution and showed AIE (aggregation-induced emission) in aqueous ethanol solution and in solid state. Crystal structure analysis of them showed that the H-bonding networks involved in their crystal structures could be classified into four patterns, H-bonding between the carbamate and the ester carbonyl (motifA), H-bonding between the carbamate and the ester oxygen atom (motif B), H-bonded cyclic dimer of carbamate moieties (motif C), and H-bonded chain among carbamate moieties (motif D). Compounds with pairwisely packed anthracene fluorophores showed dimer emission with the longer fluorescence wavelength than others without the pair formation.