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逐次二光子吸収分子動力学法を用いたジアリールエテン誘導体の励起状態反応制御

Research Project

Project/Area Number 12J01481
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

奥野 克樹  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsジアリールエテン / フォトクロミズム / ソルバトクロミズム / ジラジカル因子 / 非線形光学 / 時間依存密度汎関数法
Outline of Annual Research Achievements

本年度はジアリールエテン誘導体のアリール環にドナー/アクセプター置換基を導入することによる効果を調べた。具体的にはドナー/アクセプター二置換ジアリールエテン誘導体の紫外可視吸収スペクトルに対する溶媒効果について量子化学的手法を用いて検討した。吸収スペクトルの計算には時間依存密度汎関数法を用い、溶媒効果はPCM法で取り入れた。その結果、チオフェン-O,O-ジオキシド環をもつジアリールエテン誘導体のアリール環に対してドナー/アクセプター置換基を導入することで、閉環体では可視光域の吸収帯の波長が溶媒極性に依存するソルバトクロミズムが見られたのに対し、開環体の紫外光領域の吸収帯の波長は溶媒極性に依存しないという、フォトクロミック反応を用いたソルバトクロミズムスイッチング分子の設計を達成した。また、これらドナー/アクセプター二置換ジアリールエテン誘導体の分子軌道を解析することにより、ジアリールエテン骨格やドナー/アクセプター置換基の間の軌道相互作用がソルバトクロミズムのスイッチング挙動に関係していることを明らかにし、軌道相関図に基づくソルバトクロミズムスイッチング分子の統一的な設計指針を見いだした。
このような、ソルバトクロミズムスイッチング分子は、不均一な誘電環境中の分子の拡散や、溶媒和ダイナミクスを観測するプローブ分子に利用できると考えられる。本研究の成果は、フォトクロミック分子を用いたソルバトクロミズムスイッチング材料の研究分野の開拓に寄与すると期待される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (31 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Substitution effects on optical properties of iminonitroxide-substituted iminonitroxide diradical2015

    • Author(s)
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、長谷川美貴、福嶋真由子、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵次、中野雅由
    • Journal Title

      Molecular Physics

      Volume: 113 Issue: 3-4 Pages: 267-273

    • DOI

      10.1080/00268976.2014.937777

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical design of solvatochromism switching by photochromic reactions using donor-acceptor disubstituted diarylethene derivatives with oxidized thiophene rings2015

    • Author(s)
      奥野克樹、重田育照、岸亮平、中野雅由
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 17 Issue: 9 Pages: 6484-6494

    • DOI

      10.1039/c4cp05946h

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photochromic Switching of Diradical Character : Design of Efficient Nonlinear Optical Switches2013

    • Author(s)
      奥野克樹、重田育照、岸亮平、中野雅由
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 4 Issue: 15 Pages: 2418-2422

    • DOI

      10.1021/jz401228c

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      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Finite-field method with unbiased polarizable continuum model for evaluation of the second hyperpolarizability of an open-shell singlet molecule in solvents2013

    • Author(s)
      乾 智也、重田育照、奥野克樹、馬場剛史、岸 亮平、中野雅由
    • Journal Title

      Journal of Compulational Chemistry

      Volume: 34 Issue: 27 Pages: 2345-2352

    • DOI

      10.1002/jcc.23395

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      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-empirical tuning of CAM-B3LYP functional in time-dependent density functional theory for excitation energies of diarylethene derivatives2013

    • Author(s)
      奥野克樹、重田育照、岸 亮平、中野雅由
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 585 Pages: 201-206

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.09.013

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Quanta= cumulant mechanics and dynamics for multidimensional quantum many-body clusters2013

    • Author(s)
      重田育照
    • Journal Title

      International Journal of Quantum Chemistry

      Volume: 113 Issue: 3 Pages: 348-355

    • DOI

      10.1002/qua.24052

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Development of Calculation and Analysis Methods for the Dynamic First Hyperpolarizability Based on the Ab Initio Molecular Orbital-Quantum Master Equation Method2012

    • Author(s)
      岸亮平
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry A

      Volume: 16 Issue: 17 Pages: 4371-4380

    • DOI

      10.1021/jp301213z

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      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 理論と実験の協奏的アプローチによる複合スピン励起子変換制御2015

    • Author(s)
      重田育照、奥野克樹、岸亮平、中野雅由
    • Organizer
      新学術領域研究「高次複合光応答」平成26年度第2回公開シンポジウム(招待講演)
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2015-01-23 – 2015-01-24
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 開殻一重項ジラジカル性を有するジアリールエテン誘導体の三次非線形光学物性スイッチングに関する理論研究2014

    • Author(s)
      奥野克樹、重田育照、岸亮平、中野雅由
    • Organizer
      2014年光化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Eu(III)IN-IN錯体の構造モデリングと光吸収2014

    • Author(s)
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • Organizer
      2014年光化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 溶液中での希土類ニトロキシド系ジラジカル錯体の構造に関する理論研究2014

    • Author(s)
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • Organizer
      日本化学会第90春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-03-28
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Theoretical study on absorption properties of nitroxide diradicals2014

    • Author(s)
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • Organizer
      The 54th Sanibel Symposium
    • Place of Presentation
      St. Simons Island (アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2014-02-17
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] CAM-B3LYP汎関数の非経験的チューニング法 : ジアリールエテン誘導体の励起エネルギー計算への応用2014

    • Author(s)
      奥野克樹重田育照、岸 亮平、中野雅由
    • Organizer
      第11回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学福井謙一記念研究センター(京都府京都市)
    • Year and Date
      2014-01-23
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ニトロキシド系ジラジカル分子の構造と光吸収特性に関する理論研究2014

    • Author(s)
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美責、中野雅由
    • Organizer
      第11回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学福井謙一記念研究センター(京都府京都市)
    • Year and Date
      2014-01-23
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ニトロキシド系二量体化合物の光吸収特性に関する理論研究2013

    • Author(s)
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸 亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2013-10-22
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 希土類錯体の有機ジラジカル配位子の光吸収特性に関する理論研究2013

    • Author(s)
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • Organizer
      第7回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ (京都府京都市)
    • Year and Date
      2013-09-24
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘテロ環化合物酸解離定数の構造-物性相関に関する理論的研究2013

    • Author(s)
      安東寛之、馬場剛史、奥野克樹、重田育照、中野雅由
    • Organizer
      第7回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ (京都府京都市)
    • Year and Date
      2013-09-24
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-empirical tuning scheme of CAM-B3LYP functional in time dependent density functional theory for excitation energies of diarylethene derivatives2013

    • Author(s)
      奥野克樹、重田育照、岸 亮平、中野雅由
    • Organizer
      26th International Conference on Photochemistry
    • Place of Presentation
      Universite Catholique de Louvain (ベルギー)
    • Year and Date
      2013-07-22
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] キュミュラント変数による変分的自由エネルギー解析22013

    • Author(s)
      重田育照、馬場剛史、奥野克樹、桑原弘幸、中村亮太、岸 亮平、中野雅由
    • Organizer
      第16回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      福岡市健康づくりサポートセンター(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2013-05-16
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ジアリールエテン誘導体の熱的安定性と芳香族性の相関2013

    • Author(s)
      奥野克樹、重田育照、岸 亮平、中野雅由
    • Organizer
      第16回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      福岡市健康づくりサポートセンター(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2013-05-15
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 夷空間密度汎関数法を用いた芳香族炭化水素の非線形光学応答特性の理論的研究2013

    • Author(s)
      乾智也
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-23
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] シリコンナノドツトの非線形光学物性の電荷依存性についての理論的研究2013

    • Author(s)
      桑原弘幸
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-23
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 基底状態三重項ジラジカル分子の光吸収特性に関する理論的研究2013

    • Author(s)
      中村亮太
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-22
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ジアリールェテン誘導体の==反応に関する理論的研究: 励起状態安定構造と===能量子収率の関係2012

    • Author(s)
      奥野克樹
    • Organizer
      第4回協定講座シンポジウム「計算生物学と材料科学の融合
    • Place of Presentation
      神戸大学=合拠点コンベンションホール(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-12-19
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Tuned CAM-B3LYP Sche== Bas=d on Experimental Data for Excitation Energies of Closed- and Open-Ring Isomers in Diarylethene Derivatives2012

    • Author(s)
      奥野克樹
    • Organizer
      8th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • Place of Presentation
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府)
    • Year and Date
      2012-12-10
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Theor=tic=l Study on Cyclor=version R==ction of Diarylethene Derivatives: Re==tion between optimized on Excited State and Cycloreversion Quantum Yield2012

    • Author(s)
      奥野克樹
    • Organizer
      第10回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学福井謙一記念研究センター(京都府)
    • Year and Date
      2012-11-16
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 実空間密度汎関数法による2次元無限系の光学応答量の計算手法の実装2012

    • Author(s)
      乾智也
    • Organizer
      第10回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • Place of Presentation
      東都大学福井謙一記念研究センター(京都府)
    • Year and Date
      2012-11-16
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] キュミュラント動力学法によるクラスター構造転移の変分的自由エネルギー解析2012

    • Author(s)
      重田育照
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2012-09-21
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 実空間密度汎関数法による表面吸着系の光学応答量の計算手法の実装2012

    • Author(s)
      乾智也
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2012-09-21
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ジアリールェテン誘導体の光異性化反応に関する理論的研究2012

    • Author(s)
      奥野克樹
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2012-09-19
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ナイロンオリゴマー分解酵素の反応機構に対するアミノ酸変具の効果2012

    • Author(s)
      馬場剛史
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2012-09-18
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  • [Presentation] シリコンナノドツトの非線形光学物性の電荷依存性に関する理論的研究2012

    • Author(s)
      桑原弘幸
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2012-09-18
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 密度汎関数法によるジアリールェテン誘導体の励起状態安定構造解析: ==反応量子収率の支配因孑2012

    • Author(s)
      奥野克樹
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2012-09-12
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Variational Determination of Free Energy in Terms of Cu=ulant Mechanics2012

    • Author(s)
      重田育照
    • Organizer
      14th International Congress of Quantum Chemistry
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国
    • Year and Date
      2012-06-27
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Tuned CA=-B3LYP Sche=e for Excitation Energies of open and Closed Ring Iso=ers in Diarylethene Derivati=c=2012

    • Author(s)
      奥野克樹
    • Organizer
      14th International Congress of Quantum Chemistry
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国
    • Year and Date
      2012-06-26
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  • [Presentation] Theoretical Study on Open-Shell ========= Optical Molecular Systems: Su====olecules Co=posed of Phe==len== Uni=s and Ac=tylene Linkers2012

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      中野雅由
    • Organizer
      14th International Congress of Quantum Chemistry
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国
    • Year and Date
      2012-06-26
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ジアリール=テン誘導体の励起状態安定構造解析: 開環反応量子収率の支配因子2012

    • Author(s)
      奥野克樹
    • Organizer
      第15回理諭化学討論会
    • Place of Presentation
      仙合市福祉プラザ(宮城県)
    • Year and Date
      2012-05-25
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] キュミュラント変数による変分的自由エネルギー解析2012

    • Author(s)
      重田育照
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      第15回理論化学討論会
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      仙合市福祉プラザ(宮城県)
    • Year and Date
      2012-05-25
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      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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