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キラリティーを利用した希土類クラスターの磁気光学特性に関する研究

Research Project

Project/Area Number 16J01325
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

和田 智志  北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords希土類錯体 / キラル / 円偏光発光 / 自然光学活性 / 磁気光学活性 / キラル光学特性 / 磁気光学特性
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、非偏光の吸光度が外部磁場の方向に依存して変化する磁気キラル二色性(MChD)を強く発現するキラル希土類(Ln)クラスターの創成を目的としている。この目的を達成するためにはキラル希土類錯体の自然光学活性が増大するメカニズムを明確にすることが重要となる。そこで、当該年度は電子状態の解析を容易にするため単核のキラルユウロピウム(Eu)錯体を合成し、電子状態の観点から自然光学活性増大メカニズムを評価した。
カンファー誘導体を配位子としたキラルEu錯体において、発光に関する大きな自然光学活性(円偏光発光:CPL)が報告されている(J. L. Lunkley et al., Inorg. Chem., 2011)。この原因を検討するために、3-(+)-トリフルオロアセチルカンファー (+tfc)配位子とトリフェニルホスフィンオキシド(tppo)配位子から構成されるEu錯体を合成し、溶液中における外部環境に依存したCPLの評価を行った。アセトン溶媒中におけるEu錯体の構造はEu錯体の濃度およびアキラルなtppoの添加量によって変化することをNMRおよび発光特性より確認した。その溶液中では、+tfcを有するEu錯体にtppoが配位した構造とアセトン分子が配位した構造の平衡状態を形成することが示唆された。自然光学活性として、Euイオンの4f-4f遷移におけるCPLが観測され、その符号はtppoおよびEu錯体濃度に依存して反転した。CPLの非対称性因子はその外場に依存して100倍程度異なり、+tfcが配位したEu錯体のCPL特性はアキラル分子に依存して大きく変化することが明らかとなった。磁気双極子許容な4f-4f遷移におけるCPLはEuイオンの異なる準位間のミキシングに伴い値が増大することが示唆された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Electronic chirality inversion of lanthanide complex induced by achiral molecules2018

    • Author(s)
      Wada Satoshi、Kitagawa Yuichi、Nakanishi Takayuki、Gon Masayuki、Tanaka Kazuo、Fushimi Koji、Chujo Yoshiki、Hasegawa Yasuchika
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 16395-16395

    • DOI

      10.1038/s41598-018-34790-0

    • NAID

      120006543299

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 外部環境に依存したキラルEu(III)錯体のCPL特性2018

    • Author(s)
      和田智志
    • Organizer
      第30回配位化合物の光化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Circularly polarized luminescence of a chiral Eu(III) complex depending on solvents2018

    • Author(s)
      和田智志、北川裕一、中西貴之、権正行、田中一生、伏見公志、中條善樹、長谷川靖哉
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Chiroptical and magneto-optical properties of chiral nona-nuclear Tb(III) clusters2017

    • Author(s)
      S. Wada, Y. Kitagawa, T. Nakanishi, K. Fushimi, Y. Morisaki, K. Fujita, K. Konishi, K. Tanaka, Y. Chujo, Y. Hasegawa
    • Organizer
      28th Rare Earth Research Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LMCTを示すカンファーEu(III)錯体の溶媒に依存したキラル光学特性2017

    • Author(s)
      和田智志、北川裕一、中西貴之、権正行、田中一生、伏見公志、中條善樹、長谷川靖哉
    • Organizer
      第29回配位化合物の光化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] The chiroptical and magneto-optical properties of nonanuclear Tb(III) clusters coordinated by 16 chiral ligands2016

    • Author(s)
      S. Wada, Y. Kitagawa, T. Nakanishi, K. Fushimi, Y. Morisaki, K. Fujita, K. Konishi, K. Tanaka, Y. Chujo, Y. Hasegawa
    • Organizer
      Twelfth international workshop on supramolecular nanoscience of chemically programmed pigments (SNCPP16)
    • Place of Presentation
      Ritsumeikan University (Shiga)
    • Year and Date
      2016-06-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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