JP4702887B2 - Luminescent rare earth nine-nuclear complex - Google Patents

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Description

本発明は、所定の励起光を照射することにより蛍光を発する希土類錯体に関し、特に、一つの錯体分子が複数の希土類イオンの核を有する発光性希土類多核錯体に関する。   The present invention relates to a rare earth complex that emits fluorescence when irradiated with predetermined excitation light, and particularly relates to a light-emitting rare earth polynuclear complex in which one complex molecule has a plurality of nuclei of rare earth ions.

光増感型の発光性希土類錯体は、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)や、生体成分分析(イムノアッセイ)などの試薬として応用可能な光機能性分子の発光中心としての利用が期待されており、近年数多くの研究が行われている。例えば、少量の試料による効率のよい発光を実現可能にする錯体系を構築するため、モル吸光係数が高く、励起状態における3ππ*遷移レベルが高いベンゾフェノン骨格を有する化合物や、ピリジン誘導体などの有機配位子が数多く設計・合成されてきた。また、発色の色調に関する研究も行われており、例えば、本発明者らは特許文献1において、中心イオンがユーロピウムである第1錯体及び中心イオンがテルビウムである第2錯体の両方を含む透明固体担体から成る光機能材料などに基づく、演色性の高い白色光源、或いは任意色の発光が可能な発光装置を開示している。 Photosensitized luminescent rare earth complexes are expected to be used as luminescent centers for photofunctional molecules that can be used as reagents for LEDs (Light Emitting Diodes) and biological component analysis (immunoassay). In recent years, many studies have been conducted. For example, to construct a complex system that can realize efficient emission by small sample, high molar extinction coefficient, and compounds having 3 hooters * transition level is higher benzophenone skeleton in the excited state, an organic such as pyridine derivatives Many ligands have been designed and synthesized. In addition, studies on the color tone of color development have also been conducted. For example, in the patent document 1, the present inventors disclosed a transparent solid containing both a first complex whose central ion is europium and a second complex whose central ion is terbium. A white light source with high color rendering properties or a light emitting device capable of emitting light of any color based on an optical functional material made of a carrier is disclosed.

とはいえ、発光性希土類錯体には、発光強度の向上や熱耐久性の改善など、解決すべき課題も未だ残されている。一例として、発光強度が高く、且つ熱耐久性を備えた緑色発光錯体の生成は未だ実現していない。その原因は錯体の配位子におけるエネルギー準位が希土類イオンのそれとマッチしていないためと考えられるが、現在一般に用いられている配位子であるジケトンやビピリジンでは、エネルギー準位をマッチさせるのが困難であるという問題が存在する。   However, the luminescent rare earth complex still has problems to be solved, such as improvement of emission intensity and improvement of thermal durability. As an example, generation of a green light emitting complex having high emission intensity and heat durability has not yet been realized. The cause is thought to be that the energy level in the ligand of the complex does not match that of the rare earth ion, but diketone and bipyridine, which are currently used in general, match the energy level. There is a problem that is difficult.

本発明者らは、熱耐久性を持たせる手法として、一分子が複数の希土類イオンの核から成る多核錯体に着想した。さらに、高い発光強度を示す緑色発光Tb(III)錯体創成のための配位子としてTb(III)を効率よく光増感させることのできるサリチル酸エステルを見出した。これにより、本発明で合成した発光性錯体において、配位子のエネルギー準位とTb(III)の発光準位がマッチし、高強度の緑色発光が実現できる。これまでに研究・開示されてきた発光性希土類錯体の大部分は単核錯体の系であり、多核錯体の系に関する研究はほとんど行われていなかった。   The present inventors have conceived a multinuclear complex in which one molecule is composed of a plurality of nuclei of rare earth ions as a method for imparting heat durability. Furthermore, the present inventors have found a salicylic acid ester capable of efficiently photosensitizing Tb (III) as a ligand for creating a green light emitting Tb (III) complex exhibiting high emission intensity. Thereby, in the luminescent complex synthesized by the present invention, the energy level of the ligand matches the emission level of Tb (III), and high intensity green emission can be realized. Most of the luminescent rare earth complexes that have been studied and disclosed so far are mononuclear complex systems, and few studies have been conducted on polynuclear complex systems.

特開2003-147346号公報JP 2003-147346 A

本発明が解決しようとする課題は、発光強度が高く、熱耐久性を備え、且つ安価に生成することができる発光性希土類錯体を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a light-emitting rare earth complex that has high emission intensity, has heat durability, and can be produced at low cost.

上記課題を解決するために、本発明者らは発光性希土類多核錯体に関して研究を重ねた結果、これまでになく高い発光強度及び高い熱耐久性を備えた希土類錯体を見出すに至った。こうして成された本発明に係る発光性希土類核錯体は、
錯体構造が式:(L) 16 Ln 9 X c
[Lは式:
(ここにRは炭素数が1〜20のアルキル基である)
で表される光増感機能を有する配位子であり、
Lnはサマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、イッテルビウムの3価陽イオンのうちのいずれか一つ又は複数の組み合わせであり、
XはNO 3 、Cl、Br、OH、BPh 4 、PF 6 、ClO 4 のうちのいずれか一つ、もしくは、NO 3 、Cl、Br、OH、BPh 4 、PF 6 、ClO 4 のうちのいずれか一つと、OH、SH、NO 3 、Cl、Br、BPh 4 、PF 6 、ClO 4 のうちのいずれか一つ又は複数との組み合わせであり、
cは3≦c≦8の整数であり
各配位子Lの-OH及び=Oは同一の、又は異なるLnに配位している]
で表されることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted research on a light-emitting rare earth polynuclear complex, and as a result, have found a rare earth complex having unprecedented high emission intensity and high heat durability. The luminescent rare earth nine- nucleus complex according to the present invention thus formed is
Complex structure is formula: (L) 16 Ln 9 X c
[L is the formula:
(Where R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms )
A ligand having a photosensitizing function represented by:
Ln is any one or a combination of samarium, europium, gadolinium, terbium, ytterbium trivalent cations ,
X is NO 3, Cl, Br, OH , any one of BPh 4, PF 6, ClO 4 , or, NO 3, Cl, Br, OH, any of the BPh 4, PF 6, ClO 4 Any one or a combination of OH, SH, NO 3 , Cl, Br, BPh 4 , PF 6 , ClO 4 ,
c is an integer of 3 ≦ c ≦ 8 ,
In each ligand L, —OH and ═O are coordinated to the same or different Ln.]
It is represented by.

本発明の発光性希土類核錯体は、従来の発光素子と比べて発光強度が飛躍的に高く、市販の安価なLEDを用いて効率よく励起を行うことができる。また、熱耐久性も高い。しかも、合成原料が安価であるという特長がある。また、発光性希土類核錯体自体は無色透明であるため、他の物質や材料と一体化させることも容易であり、多岐の分野にわたる応用が可能である。
The luminescent rare earth nine- nucleus complex of the present invention has a remarkably higher emission intensity than conventional light-emitting elements, and can be efficiently excited using a commercially available inexpensive LED. Moreover, heat durability is also high. Moreover, the synthetic raw material is inexpensive. In addition, since the light-emitting rare earth nine- nuclear complex itself is colorless and transparent, it can be easily integrated with other substances and materials, and can be applied in various fields.

本発明に係る発光性希土類多核錯体は、複数の核となる希土類イオンに対して光増感機能を有する配位子分子を配位させたものであり、希土類イオンをLn、配位子をL、希土類イオン同士を連結させる原子をXとしたときに、一般式La(Ln)bXcで表される。 The light-emitting rare earth polynuclear complex according to the present invention is obtained by coordinating a ligand molecule having a photosensitizing function to rare earth ions serving as a plurality of nuclei, wherein the rare earth ions are Ln and the ligands are L. , an atom linking the rare earth ions with each other when the X, represented by the general formula L a (Ln) b X c .

前記一般式において、aは1以上40以下、bは2以上20以下、cは1以上40以下の整数であり、且つ、1≦a/b≦4、1<b/c≦4という関係を有している。   In the general formula, a is an integer of 1 to 40, b is an integer of 2 to 20, c is an integer of 1 to 40, and 1 ≦ a / b ≦ 4 and 1 <b / c ≦ 4. Have.

本発明で用いることができる希土類イオンは特に限定されない。例えば、2価陽イオン:ユーロピウムEu2+、3価陽イオン:ランタンLa3+、セリウムCe3+、プラセオジムPr3+、ネオジムNd3+、プロメチウムPm3+、サマリウムSm3+、ユーロピウムEu3+、ガドリニウムGd3+、テルビウムTb3+、ジスプロシウムDy3+、ホルミウムHo3+、エルビウムEr3+、ツリウムTm3+、イッテルビウムYb3+、ルテチウムLu3+、4価陽イオン:セリウムCe4+などを用いることができる。 The rare earth ions that can be used in the present invention are not particularly limited. For example, divalent cation: europium Eu 2+ , trivalent cation: lanthanum La 3+ , cerium Ce 3+ , praseodymium Pr 3+ , neodymium Nd 3+ , promethium Pm 3+ , samarium Sm 3+ , europium Eu 3 + , Gadolinium Gd 3+ , terbium Tb 3+ , dysprosium Dy 3+ , holmium Ho 3+ , erbium Er 3+ , thulium Tm 3+ , ytterbium Yb 3+ , lutetium Lu 3+ , tetravalent cation: cerium Ce 4 + Can be used.

多核錯体を形成する核は、これらの希土類イオンのうちの一種類のみから成ってもよいし、複数種類の希土類イオンが組み合わされていてもよい。希土類イオンの種類によって発光特性などが異なるので、目的に応じて選択する。   The nucleus forming the multinuclear complex may be composed of only one kind of these rare earth ions, or a plurality of kinds of rare earth ions may be combined. Since the light emission characteristics and the like vary depending on the type of rare earth ion, it is selected according to the purpose.

配位子は、照射された光のエネルギーを希土類イオンに移譲する光増感剤である。本発明において用いることができる配位子は、次式:
で表される。
A ligand is a photosensitizer that transfers the energy of irradiated light to rare earth ions. The ligand that can be used in the present invention has the following formula:
It is represented by

上記式において、R1〜R5は水素、水酸基、チエニル基、ピリジル基などのヘテロ原子を含む芳香族基、ベンジル基、イソプロピル基などの分岐鎖構造を有するアルキル基、置換もしくは非置換のアミノ基、置換もしくは非置換のアリール基、ニトロ基、クロロ基、ブロモ基、シアノ基、-Rで示されるアルキル基もしくはシクロアルキル基、-ORで示されるアルコキシ基、又は-C(=O)Rで示されるアシル基、-C(=O)NHRで示されるアミド基である。ここにおいて、Rは置換又は非置換の炭素数1〜20のアルキル基又はシクロアルキル基である。本明細書中におけるアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基などがある。アリール基が置換されている場合、置換基の例としては、アルキル基、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基、アシル基、などがある。 In the above formula, R 1 to R 5 are each an aromatic group containing a hetero atom such as hydrogen, a hydroxyl group, a thienyl group, or a pyridyl group, an alkyl group having a branched chain structure such as a benzyl group or an isopropyl group, or a substituted or unsubstituted amino group. Group, substituted or unsubstituted aryl group, nitro group, chloro group, bromo group, cyano group, alkyl group or cycloalkyl group represented by -R, alkoxy group represented by -OR, or -C (= O) R And an amide group represented by —C (═O) NHR. Here, R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group. Examples of the aryl group in the present specification include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. When the aryl group is substituted, examples of the substituent include an alkyl group, a halogen, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group, and an acyl group.

上記式において、Y1は-OH、Y2は=Oであり、このY1及びY2が希土類イオンに配位することにより、配位子と希土類イオンとが配位する。その配位形態は、Y1とY2の両方が同一の希土類イオンに配位していてもよいし、Y1とY2とが別個の希土類イオンに配位していても構わない。 In the above formula, Y 1 is —OH, Y 2 is ═O, and Y 1 and Y 2 are coordinated to the rare earth ion, whereby the ligand and the rare earth ion are coordinated. As for the coordination form, both Y 1 and Y 2 may be coordinated to the same rare earth ion, or Y 1 and Y 2 may be coordinated to separate rare earth ions.

また、高い発光強度を得ることができ、且つ、合成が容易である配位子として、本発明においては式:
で表されるサリチル酸ヘキシルを用いるのが好適である。このサリチル酸ヘキシルは、吸収スペクトルが390nm付近であるという特徴を有するため、市販されている安価なLEDなどの光によって効率よく励起を行うことができる。さらに、従来用いられてきた希土類錯体の配位子よりも合成がはるかに容易であり、且つ価格が低廉であるという特長を備えている。
Further, in the present invention, a ligand that can obtain high emission intensity and is easily synthesized is represented by the formula:
It is preferable to use hexyl salicylate represented by: Since this hexyl salicylate has a feature that its absorption spectrum is around 390 nm, it can be efficiently excited by light from a commercially available inexpensive LED or the like. Furthermore, it is characterized by being much easier to synthesize and less expensive than the ligands of rare earth complexes that have been used conventionally.

また、上記と同様の理由により、配位子としてサリチル酸メチルを使用することもできる。   Further, for the same reason as described above, methyl salicylate can be used as a ligand.

希土類イオン原子同士を連結させる原子であるXは、希土類イオン原子同士を連結させるイオン(例えばO、OH、S、SH、Se、Te)あるいは組成の一部となるカウンターイオン(例えばNO3、Cl、Br、OH、BPh4、PF6、ClO4)のいずれか一つから成るか、又は複数の組み合わせから成る。 X, which is an atom that links rare earth ion atoms, is an ion that links rare earth ion atoms (for example, O, OH, S, SH, Se, Te) or a counter ion that is part of the composition (for example, NO 3 , Cl , Br, OH, BPh 4 , PF 6 , ClO 4 ), or a plurality of combinations.

また、本発明の好ましい形態においては、錯体構造が式:(L)16Ln9Xcで表される、九核の希土類多核錯体とすることができる(図1)。この場合は、9個の希土類イオン(核)のうち、外側の8個に配位子が配位する。このとき、希土類イオンとしては、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、イッテルビウムの3価陽イオンのうちのいずれか一つ又はこれらの組み合わせとするのがよい。 In a preferred embodiment of the present invention, a nine-nuclear rare earth polynuclear complex having a complex structure represented by the formula: (L) 16 Ln 9 Xc can be used (FIG. 1). In this case, the ligand is coordinated to the outer eight of the nine rare earth ions (nuclei). At this time, the rare earth ions may be any one of trivalent cations of samarium, europium, gadolinium, terbium, ytterbium, or a combination thereof.

上記の九核希土類錯体の核となる希土類イオンとしてテルビウムのみを用い、配位子としてサリチル酸ヘキシルを用いることにより、熱耐久性を備えた、発光強度の高い緑色発光を実現することができる。また、希土類イオンとしてテルビウムとユーロピウムを組み合わせれば、黄色発光を実現することもできる。このように、各種の希土類イオンを適切に組み合わせることによって、所望の色の発光を得ることができる。   By using only terbium as the rare earth ion serving as the nucleus of the above nine-nuclear rare earth complex and using hexyl salicylate as the ligand, it is possible to realize green light emission with high durability and high light emission intensity. In addition, yellow light emission can be realized by combining terbium and europium as rare earth ions. Thus, light emission of a desired color can be obtained by appropriately combining various rare earth ions.

以下、実施例において、本発明に係る発光性希土類多核錯体のうち、特に九核錯体に関して詳述する。   Hereinafter, in the Examples, among the luminescent rare earth polynuclear complexes according to the present invention, the nine-nuclear complex will be described in detail.

<錯体合成>
Ln(NO3)3・6H2O(Ln:Sm、Eu、Gd、Tb、Yb)を用い、九核の希土類多核錯体を生成した。気希土類イオンがTbの場合の生成は以下に示すように行った。
サリチル酸ヘキシル(0.600g、2.70mmol)のメタノール溶液50mlに当モル量のトリエチルアミン(0.270g、2.70mmol)を加え、室温で所定時間撹拌した後、Tb(NO3)3・6H2O(0.690g、1.52mmol)のメタノール溶液10mlを滴下して加え、40℃で2時間撹拌する(図2)。得られた透明溶液をろ過し、放置すると白色結晶が得られる。結晶は冷メタノールで数回洗浄し、ろ過し、風乾する。
<Complex synthesis>
A nine-nuclear rare earth polynuclear complex was produced using Ln (NO 3 ) 3 · 6H 2 O (Ln: Sm, Eu, Gd, Tb, Yb). Generation when the rare earth ion was Tb was performed as follows.
Hexyl salicylate (0.600 g, 2.70 mmol) in methanol solution 50ml equimolar amount of triethylamine (0.270 g, 2.70 mmol) was added and after stirring at room temperature for a predetermined time, Tb (NO 3) 3 · 6H 2 O (0.690g , 1.52 mmol) methanol solution is added dropwise and stirred at 40 ° C. for 2 hours (FIG. 2). The resulting clear solution is filtered and left to obtain white crystals. The crystals are washed several times with cold methanol, filtered and air dried.

<錯体の同定>
上記方法によって生成された白色結晶の同定を行った。
元素分析及びFAB(Fast Atom Bombardment:高速原子衝撃)-MASSスペクトル測定の結果を示す(図3、図4)。FAB-MASSスペクトル測定では、[Ln9(L)16(OH)10]+ に対応するフラグメントピークの存在が確認され、希土類イオンの種類が変わっても、同様の組成を持つことが明らかとなった。なお、測定においてN原子は全ての錯体において含まれていたが、いずれも0.3%以下であった。
これらの測定に加え、DSC(Differential Scanning Calorimetry:示差走査熱量)測定、NMR(Nuclear Magnetic Resonance:核磁気共鳴)測定、IR(InfraRed)測定も行った。
<Identification of complex>
The white crystal produced | generated by the said method was identified.
The results of elemental analysis and FAB (Fast Atom Bombardment: Fast Atom Bombardment) -MASS spectrum measurement are shown (FIGS. 3 and 4). The FAB-MASS spectrum measurement confirmed the presence of fragment peaks corresponding to [Ln 9 (L) 16 (OH) 10 ] + , and revealed that the composition was similar even when the type of rare earth ions changed. It was. In the measurement, N atoms were contained in all the complexes, but all were 0.3% or less.
In addition to these measurements, DSC (Differential Scanning Calorimetry) measurement, NMR (Nuclear Magnetic Resonance) measurement, and IR (InfraRed) measurement were also performed.

・DSC測定の結果では、100〜150℃付近にはピークが検出されず、配位水や結晶水が含まれていないことが確認できた。
1H-NMR測定の結果からは、サリチル酸ヘキシルのアルキル鎖の水素や配位子に由来するその他のピークが帰属できた(1H-NMR(CDCl3):δ10.9(1H)、δ7.9-6.9(4H)、δ4.3(2H)、δ1.8(2H)、δ1.4(6H)、δ0.9(3H))。
・IR測定の結果において、2800cm-1付近にC-H結合由来の強度の高いピークが見られたことからも、これらの九核錯体において配位子は分解していないことが示唆された。また、組成中に含まれるNO3 -は、1380cm-1のピークに帰属できた(図5)。また、Tb(III)については、EDTAによるキレート適定を行い、推定組成と矛盾しない結果を得た(Found 26.54%、Cal.26.52%)。
・ As a result of DSC measurement, no peak was detected in the vicinity of 100 to 150 ° C., and it was confirmed that no coordination water or crystallization water was contained.
・ From the result of 1 H-NMR measurement, hydrogen of the alkyl chain of hexyl salicylate and other peaks derived from the ligand could be assigned ( 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ10.9 (1H), δ7 .9-6.9 (4H), δ4.3 (2H), δ1.8 (2H), δ1.4 (6H), δ0.9 (3H)).
・ As a result of IR measurement, a strong peak derived from CH bond was observed near 2800 cm −1 , suggesting that the ligands were not decomposed in these nine-nuclear complexes. Further, NO 3 contained in the composition could be attributed to a peak of 1380 cm −1 (FIG. 5). For Tb (III), chelate titration with EDTA was performed, and results consistent with the estimated composition were obtained (Found 26.54%, Cal. 26.52%).

これらの測定結果より、合成した全ての錯体がLn9(L)16(OH)10(NO3)(CH3OH)n(Ln:Sm、Eu、Gd、Tb、Yb)の組成から成る九核錯体であることが確認された。 From these measurement results, all the synthesized complexes are composed of Ln 9 (L) 16 (OH) 10 (NO 3 ) (CH 3 OH) n (Ln: Sm, Eu, Gd, Tb, Yb). It was confirmed to be a nuclear complex.

<Tb(III)九核錯体の熱安定性>
サリチル酸ヘキシル−Tb(III)九核錯体の熱安定性をDSC測定によって明らかにした。DSC測定の結果(図6)から、錯体は300℃程度まで安定であることがわかった。これは、サリチル酸ヘキシル−Tb(III)九核錯体が従来の単核の発光性希土類錯体よりも50℃以上高い熱耐久性を有することを示すデータである。
<Thermal stability of Tb (III) nine-nuclear complex>
The thermal stability of hexyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex was revealed by DSC measurement. From the result of DSC measurement (FIG. 6), it was found that the complex was stable up to about 300 ° C. This data shows that the hexyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex has a thermal durability higher by 50 ° C. or more than the conventional mononuclear luminescent rare earth complex.

<Tb(III)九核錯体の発光特性>
メタノール中でサリチル酸ヘキシル−Tb(III)九核錯体試料を溶解し(1×10-4M)、N2バブリングした後、発光特性の測定を行った。励起波長は配位子のπ-π*遷移に対応する380nmとした。サリチル酸ヘキシル−Tb(III)九核錯体のメタノール中での発光スペクトルを図7(a)、励起スペクトルを図7(b)に示す。Tb(III)の5D47FJ(J=0、1、2、3、4、5、6)の遷移に基づくピークが観察された。
<Luminescent properties of Tb (III) nine-nuclear complex>
A hexyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex sample was dissolved in methanol (1 × 10 −4 M) and subjected to N 2 bubbling, and then luminescence characteristics were measured. The excitation wavelength was 380 nm corresponding to the π-π * transition of the ligand. FIG. 7A shows an emission spectrum of hexyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex in methanol, and FIG. 7B shows an excitation spectrum. Peaks based on the transition of Tb (III) from 5 D 4 to 7 F J (J = 0, 1, 2, 3, 4 , 5 , 6 ) were observed.

この発光が光増感による発光であることを確認するために、配位子励起である380nm励起にて錯体の発光寿命を測定した。発光の検出は、Tb(III)発光の5D47F5遷移に相当する545nmとした。発光の減衰が観測され、光増感によって発光することがわかった。ln[Intensity] vs. time[ms]を一次で回帰することにより、Tb(III)に由来する発光寿命は1.20msであると見積もられた(図8)。 In order to confirm that this luminescence was due to photosensitization, the emission lifetime of the complex was measured by 380 nm excitation, which is ligand excitation. Luminescence was detected at 545 nm corresponding to the 5 D 47 F 5 transition of Tb (III) emission. A decrease in light emission was observed, and it was found that light was emitted by photosensitization. By first regressing ln [Intensity] vs. time [ms], the emission lifetime derived from Tb (III) was estimated to be 1.20 ms (FIG. 8).

次に、配位子としてサリチル酸メチルを用い、サリチル酸メチル−九核錯体を合成した。この場合の元素分析及び質量分析の結果を図9の表に示す。また、上記のサリチル酸ヘキシル−Tb(III)九核錯体の場合と同一の条件下で発光測定を行った(図10)。上記サリチル酸ヘキシル−九核錯体と同様に、Tb(III)に由来する発光が明瞭に観察された。   Next, methyl salicylate-nine nucleus complex was synthesized using methyl salicylate as a ligand. The results of elemental analysis and mass spectrometry in this case are shown in the table of FIG. Further, luminescence measurement was performed under the same conditions as in the case of the hexyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex (FIG. 10). Similar to the hexyl salicylate-nuclear complex, luminescence derived from Tb (III) was clearly observed.

一方、従来より知られている単核錯体であるTb(acac)3(H2O)2及びTb(hfac)3(H2O)2の発光測定を行った(acac:アセチルアセトナート、hfac:ヘキサフルオロアセチルアセトナート)。錯体濃度:1×10-4M、励起波長:390nm、メタノール中、という測定条件において、発光は検出できなかった。 On the other hand, luminescence measurements of conventionally known mononuclear complexes Tb (acac) 3 (H 2 O) 2 and Tb (hfac) 3 (H 2 O) 2 were performed (acac: acetylacetonate, hfac). : Hexafluoroacetylacetonate). Luminescence could not be detected under the measurement conditions of complex concentration: 1 × 10 −4 M, excitation wavelength: 390 nm, in methanol.

本発明に係る発光性希土類核錯体は、通常の可視光下で無色であって紫外線の照射下では緑色や希土類イオンの種類に応じた任意の色に発光するという特性を活かしたインク組成物に応用することができる。このインク組成物を用いて各種物品に対して、通常の状態では視認されにくいマーキングやナンバリングを行うことができる。例えば郵便物に印刷されるカスタマーバーコードなどにも適用できる。また、書類にいわゆる隠し文字や隠し記号を記したり印刷したりすることが可能となるため、被印刷物にセキュリティ機能を持たせることができる。
The light-emitting rare earth nine- nuclear complex according to the present invention is an ink composition that takes advantage of the characteristic that it is colorless under normal visible light and emits light in an arbitrary color according to the type of green or rare earth ions under ultraviolet irradiation. It can be applied to. By using this ink composition, it is possible to perform marking and numbering that are difficult to be visually recognized in a normal state on various articles. For example, it can be applied to a customer barcode printed on mail. Further, since it is possible to write or print so-called hidden characters or hidden symbols on a document, it is possible to provide a security function to the substrate.

本発明に係る発光性希土類核錯体を印刷用インク組成物に応用する際には、それをオフセット印刷インク、グラビア印刷インク、シルクスクリーンなどの印刷インク、インクジェット印刷用インク、筆記用具インクなどに適用することが可能である。また、該インク組成物には、溶剤、バインダー(主として樹脂類)、浸透剤、消泡剤、着色剤、分散剤などの各種添加剤を必要に応じて使用してもよい。
When the light-emitting rare earth nine- nucleus complex according to the present invention is applied to a printing ink composition, it is applied to offset printing ink, gravure printing ink, silk screen printing ink, inkjet printing ink, writing instrument ink, etc. It is possible to apply. In addition, various additives such as a solvent, a binder (mainly resins), a penetrating agent, an antifoaming agent, a coloring agent, and a dispersing agent may be used in the ink composition as necessary.

また、本発明に係る発光性希土類核錯体を含む樹脂組成物(樹脂フィルムを含む)を得ることも可能である。これらの樹脂組成物等は、玩具、舞台装置、室内装飾、ショーウインドーを始めとする鮮やかな彩色を利用する分野に応用できる。
It is also possible to obtain a resin composition (including a resin film) containing the light-emitting rare earth nine- nucleus complex according to the present invention. These resin compositions and the like can be applied to fields that use vivid colors such as toys, stage equipment, interior decorations, and show windows.

本発明に係る発光性希土類九核錯体が併用することのできる樹脂類は、光学的に透明又は不透明であるもので、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂、ポリ(メチル)メタアクリレートおよびその共重合体、ポリ酢酸ビニル、セルロース類(紙を含む)ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレンおよびその共重合体、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ポリウレタンなどが挙げられ、これらはインク組成物のバインダーとしても必要に応じて使用される。 Resins that can be used in combination with the light-emitting rare earth nine-nuclear complex according to the present invention are optically transparent or opaque, such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, diethylene glycol bisallyl carbonate resin, poly (methyl) meta. Acrylate and its copolymer, polyvinyl acetate, cellulose (including paper) polyester, polycarbonate, polystyrene and its copolymer, epoxy resin, nylon resin, polyurethane, etc., and these can be used as a binder for ink composition. Used as needed.

本発明に係る発光性希土類多核錯体の概念図。The conceptual diagram of the luminescent rare earth polynuclear complex which concerns on this invention. Tb(III)九核錯体の生成方法を示す図。The figure which shows the production | generation method of Tb (III) nine nucleus complex. 本発明に係る発光性希土類多核錯体の元素分析結果を示す表。The table | surface which shows the elemental-analysis result of the luminescent rare earth polynuclear complex which concerns on this invention. Tb(III)九核錯体のFAB-MASSスペクトル測定の結果を示すグラフ。The graph which shows the result of the FAB-MASS spectrum measurement of a Tb (III) nine-nuclear complex. Tb(III)九核錯体のIR測定の結果を示すグラフ。The graph which shows the result of IR measurement of Tb (III) nine-nuclear complex. DSC測定の結果を示すグラフ。The graph which shows the result of DSC measurement. サリチル酸ヘキシル−Tb(III)九核錯体のメタノール中での(a)発光スペクトル、(b)励起スペクトル。(A) Emission spectrum and (b) Excitation spectrum of hexyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex in methanol. サリチル酸ヘキシル−Tb(III)九核錯体の発光寿命を示すグラフ。The graph which shows the light emission lifetime of a hexyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex. サリチル酸メチル−Tb(III)九核錯体の元素分析及び質量分析結果を示す表。The table | surface which shows the elemental analysis and mass spectrometry result of a methyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex. サリチル酸メチル−Tb(III)九核錯体の発光スペクトルを示すグラフ。The graph which shows the emission spectrum of a methyl salicylate-Tb (III) nine-nuclear complex.

Claims (5)

錯体構造が式:(L) 16 Ln 9 X c
[Lは式:
(ここにRは炭素数が1〜20のアルキル基である)
で表される光増感機能を有する配位子であり、
Lnはサマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、イッテルビウムの3価陽イオンのうちのいずれか一つ又は複数の組み合わせであり、
XはNO 3 、Cl、Br、OH、BPh 4 、PF 6 、ClO 4 のうちのいずれか一つ、もしくは、NO 3 、Cl、Br、OH、BPh 4 、PF 6 、ClO 4 のうちのいずれか一つと、OH、SH、NO 3 、Cl、Br、BPh 4 、PF 6 、ClO 4 のうちのいずれか一つ又は複数との組み合わせであり、
cは3≦c≦8の整数であり
各配位子Lの-OH及び=Oは同一の、又は異なるLnに配位している]
で表されることを特徴とする発光性希土類核錯体。
Complex structure is formula: (L) 16 Ln 9 X c
[L is the formula:
(Where R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms )
A ligand having a photosensitizing function represented by:
Ln is any one or a combination of samarium, europium, gadolinium, terbium, ytterbium trivalent cations ,
X is NO 3, Cl, Br, OH , any one of BPh 4, PF 6, ClO 4 , or, NO 3, Cl, Br, OH, any of the BPh 4, PF 6, ClO 4 Any one or a combination of OH, SH, NO 3 , Cl, Br, BPh 4 , PF 6 , ClO 4 ,
c is an integer of 3 ≦ c ≦ 8 ,
In each ligand L, —OH and ═O are coordinated to the same or different Ln.]
A light-emitting rare earth nine- nucleus complex characterized by the following:
前記Lが式:
で表される配位子であることを特徴とする請求項1に記載の発光性希土類核錯体。
L is the formula:
The luminescent rare earth nine- nucleus complex according to claim 1, which is a ligand represented by the formula:
前記Lがサリチル酸メチルであることを特徴とする請求項1に記載の発光性希土類核錯体。 The luminescent rare earth nine- nucleus complex according to claim 1, wherein L is methyl salicylate. 請求項1〜のいずれかに記載の発光性希土類核錯体を含んで成るインク組成物。 An ink composition comprising the luminescent rare earth nine- nucleus complex according to any one of claims 1 to 3 . 請求項1〜のいずれかに記載の発光性希土類核錯体を含んで成る樹脂組成物。 The resin composition which comprises the luminescent rare earth nine- nucleus complex in any one of Claims 1-3 .
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