次元性を制御した希土類錯体の異方性集積構造体の創出

• Project Area: Coordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules
• Project/Area Number: 17H05386
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 湯浅 順平 東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 講師 (00508054)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: キラリティー / 希土類錯体 / 円偏光発光 / 円二色性 / 多核構造 / 超分子 / 光化学 / 異方性集積 / 異方性集積構造 / 次元性制御 / 集積構造

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は次元性を制御した希土類錯体の異方性集積構造体を創出することである。希土類錯体は大きな配位数をもち(n = 8~12)、また配位子と金属イオンとの結合に可逆性を有するといった錯体化学的な特徴をもつ。そのため希土類錯体には複雑な幾何異性体が存在し、また動的な構造転移を示す超分子構造を構築することが可能である。それらの異方性集積構造はこれまでになかったユニークなモノフォロジーや円偏光発光などの光学現象を基盤とする新らしい機能創出が期待できる。このような背景のもと我々は最近、希土類イオンと架橋型配位子からなるキラルな多核希土類錯体の構築について検討した。その成果の一つとして、M2L3型のアキラル前駆体錯体がキラル補助配位子との配位子/配位子相互作用によって構造転移を誘起され、4つの希土類イオン核から構成されるM4L6型の環状ヘリケートを形成することを明らかにした。また複数の金属イオンと架橋配位子とによって形成されるキラル構造体に関して、キラル側鎖をもつピレン配位子が正四面体配位を好む亜鉛イオンによって架橋されることで、２つのピレン環がねじれた２量体構造を形成することを見出した。このねじれた２量体構造は大きな円二色性や円偏光発光を示すのに対して、ピレンの単量体はほとんど円二色性および円偏光発光を示さない。このような亜鉛イオンとの相互作用を起点とする光学キラリティーの発現を用いた新しい光センサーの駆動原理を提案立証することに成功した。

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。

Research Products

• [Journal Article] Competing Allosteric Mechanisms for Coordination-Directed Conformational Changes of Chiral Stacking Structures with Aromatic Rings (2019)
  • Author(s): Kohei Nonomura, Junpei Yuasa
  • Journal Title: Inorganic Chemistry Volume: 58 Issue: 9 Pages: 6474-6484
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b00665
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Off-off-on chiroptical property switching of a pyrene luminophore by stepwise helicate formation (2019)
  • Author(s): Imai Yuki、Yuasa Junpei
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 55 Issue: 28 Pages: 4095-4098
  • DOI: 10.1039/c9cc01138b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Supramolecular chirality transformation driven by monodentate ligand binding to a coordinatively unsaturated self-assembly based on C3-symmetric ligands (2019)
  • Author(s): Imai Yuki、Yuasa Junpei
  • Journal Title: Chemical Science Volume: 10 Issue: 15 Pages: 4236-4245
  • DOI: 10.1039/c9sc00399a
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Significant Enhancement of Absorption and Luminescence Dissymmetry Factors in the Far-Red Region: A Zinc(II) Homoleptic Helicate Formed by a Pair of Achiral Dipyrromethene Ligands (2018)
  • Author(s): Ito Hiroaki、Sakai Hayato、Okayasu Yoshinori、Yuasa Junpei、Mori Tadashi、Hasobe Taku
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal Volume: 24 Issue: 63 Pages: 16889-16894
  • DOI: 10.1002/chem.201804171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chiroptical Inversion of Europium(III) Complexes by Changing a Remote Stereogenic Center of a C2-Symmetric Bispyrrolidinoindoline Manifold (2018)
  • Author(s): Taniguchi Tomoaki、Tsubouchi Akira、Imai Yuki、Yuasa Junpei、Oguri Hiroki
  • Journal Title: The Journal of Organic Chemistry Volume: 83 Issue: 24 Pages: 15284-15296
  • DOI: 10.1021/acs.joc.8b02550
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Smart Sensing Method for Object Identification Using Circularly Polarized Luminescence from Coordination-Driven Self-Assembly (2018)
  • Author(s): Imai Yuki、Nakano Yuka、Kawai Tsuyoshi、Yuasa Junpei
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 57 Issue: 29 Pages: 8973-8978
  • DOI: 10.1002/anie.201803833
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hierarchical Emergence and Dynamic Control of Chirality in a Photoresponsive Dinuclear Complex (2018)
  • Author(s): Hashimoto Yuichiro、Nakashima Takuya、Yamada Miku、Yuasa Jupnei、Rapenne Gwenael、Kawai Tsuyoshi
  • Journal Title: J. Phys. Chem. Lett. Volume: 9 Issue: 9 Pages: 2151-2157
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b00690
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The effect of ligand symmetry on the ratiometric luminescence characteristics of lanthanides (2018)
  • Author(s): Yoshinori Okayasu, Hajime Kamebuchi, and Junpei Yuasa*
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 47 Issue: 19 Pages: 6779-6786
  • DOI: 10.1039/c8dt00898a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ligand-to-Ligand Interactions That Direct Formation of D2-Symmetrical Alternating Circular Helicate (2018)
  • Author(s): Bing Tan Yan、Kawai Tsuyoshi、Yuasa Junpei
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society Volume: 140 Issue: 10 Pages: 3683-3689
  • DOI: 10.1021/jacs.7b12663
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of Circularly Polarized Luminescence in Chiral Lanthanide Ensemble (2018)
  • Author(s): Yoshinori Okayasu and Junpei Yuasa*
  • Journal Title: Molecular Systems Design & Engineering Volume: 3 Issue: 1 Pages: 66-72
  • DOI: 10.1039/c7me00082k
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photoactivatable Europium Luminescence Turn-On by Photo-Oxygenation of β-Diketone Having Pyrrole Rings (2017)
  • Author(s): Junpei Yuasa, *; Takafumi Nakagawa, Yuki Kita, Ayaka Kaito, Tsuyoshi Kawai
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 53 Issue: 50 Pages: 6748-6751
  • DOI: 10.1039/c7cc03753h
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 発光性希土類錯体の集合化と光機能性の探索 (2019)
  • Author(s): 湯浅 順平
  • Organizer: 日本化学会 第99春季年会 (2019)
  • Invited
• [Presentation] Development of Photofunctional Luminescent Complexes (2018)
  • Author(s): Junpei Yuasa
  • Organizer: 10th Asian Photochemistry Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 円偏光発光を利用した光機能性材料の開発と応用展開 (2018)
  • Author(s): 湯浅 順平
  • Organizer: 近大若手シンポジウム2018
  • Invited
• [Presentation] 金属配位によって誘起されるキラル２量体構造形成を利用した円偏光型蛍光センサーの開発 (2018)
  • Author(s): 湯浅 順平
  • Organizer: 2018年光化学討論会
• [Presentation] 光Turn-On型発光性希土類錯体の開発 (2017)
  • Author(s): 湯浅順平
  • Organizer: 2017年光化学討論会
• [Presentation] 光のスピンを用いた光化学 (2017)
  • Author(s): 湯浅順平
  • Organizer: 第5回慶應有機化学若手シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Our Recent Development of Photofunctional Lanthanide Complexes (2017)
  • Author(s): Junpei Yuasa
  • Organizer: The 6th International Mini-symposium on Advanced Coordination
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 複数のイミダゾール基をもつ架橋型配位子と亜鉛イオンとの超分子形成に伴う発光特性変化 (2017)
  • Author(s): 今井 祐輝・河合 壯・湯浅 順平
  • Organizer: 2017年光化学討論会
• [Presentation] 複数のイミダゾール基を有する架橋型配位子の合成及び亜鉛イオンとの錯形成に伴う発光挙動の変化 (2017)
  • Author(s): 今井 祐輝・河合 壯・湯浅 順平
  • Organizer: 第29回配位化合物の光化学討論会