Real-time observations of structural change dynamics in molecular assemblies composing soft crystals

• Project Area: Soft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering
• Project/Area Number: 18H04509
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 岩村 宗高 富山大学, 学術研究部理学系, 講師 (60372942)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 核波束運動 / 金属原子間相互作用 / 円偏光発光 / 顕微分光 / 超高速時間分解分光 / 構造変形 / 発光プローブ / キラルセンシング / 分子集合体 / 金属錯体 / 時間分解X線 / 燐光

Outline of Annual Research Achievements

[Pt(CN)4]2-は、白金原子間相互作用により溶液中でゆるい会合体を形成する。さらに、励起状態では白金間に強固な共有結合が形成し、会合度に応じた様々な波長の発光を示すことが知られている。K2[Pt(CN)4]水溶液中の白金錯体会合体を340 nmの長短パルスを用いて選択的に励起し、フェムトからピコ秒領域の時間分解吸収・発光スペクトルを観測した。時間分解発光では、それぞれ励起4量体と5量体に帰属される410 nm と450 nmの蛍光帯が、それぞれ0.1 nsと0.44 nsで減衰するのが観測され、その後長寿命の弱い燐光が残った。紫外部に、蛍光寿命と同程度（0.08 nsと0.4 ns）の時定数で減衰する吸収成分が観測された。これらの吸収スペクトルの時間変化には、振動数130cm-1と70cm-1で振動する吸収強度の変調成分が乗っていた。これらは、それぞれ励起１重項状態における4量体と5量体内で、光励起により生じた白金原子間結合形成に伴うPt-Pt結合の伸縮運動に帰属される。
希土類錯体[Eu(pda)2] (pda = フェナントロリンジカルボン酸）は、水溶液中にアルギニンやヒスチジンといったキラルなアミノ酸が共存すると円偏光異方性glum = 0.09程度の強い円偏光発光(CPL)を示す。顕微分光システムを用いて寒天中に[Eu(pda)2]-とDLアミノ酸を分散させ、円偏光強度の空間分解測定を行い、キラル分布とCPL信号の関係を調べた。D体とL体の境界領域では、アルギニンに比べてヒスチジンのCPL強度が低く、これはD体とL体のヒスチジンが境界領域で拡散により混合し、CPLを示さないヘテロ会合体の生成したことを反映している。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Chiroptical Spectroscopic Studies on Lanthanide Complexes with Valinamide Derivatives in Solution (2020)
  • Author(s): Hasegawa Miki、Iwasawa Daichi、Kawaguchi Takuma、Koike Hikaru、Saso Akira、Ogata Shuhei、Ishii Ayumi、Ohmagari Hitomi、Iwamura Munetaka、Nozaki Koichi
  • Journal Title: ChemPlusChem Volume: 85 Issue: 2 Pages: 294-300
  • DOI: 10.1002/cplu.201900692
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Microscopic Imaging of Chiral Amino Acids in Agar Gel through Circularly Polarized Luminescence of Eu III Complex (2019)
  • Author(s): Koike Hikaru、Nozaki Koichi、Iwamura Munetaka
  • Journal Title: Chemistry An Asian Journal Volume: 15 Issue: 1 Pages: 85-90
  • DOI: 10.1002/asia.201901495
• [Journal Article] Enhancement of Photofunction of Phosphorescent Pt(II) Cyclometalated Complexes Driven by Substituents: Solid-state Luminescence and Circularly Polarized Luminescence (2019)
  • Author(s): Usuki, T.; Uchida, H.; Omoto, K.; Yamanoi, Y.;* Yamada, A.; Iwamura, M.; Nozaki, K.; Nishihara, H.*
  • Journal Title: J. Org. Chem. Volume: 84 Issue: 17 Pages: 10749-10756
  • DOI: 10.1021/acs.joc.9b01285
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dioxacyclophanes as a Scaffold for Silicon-based Circularly Polarized Luminescent Materials (2019)
  • Author(s): Yamanoi, Y.;* Usuki, T.; Omoto, K.; Shimada, M.; Koike, H.; Iwamura, M.; Nozaki, K.; Saito, D.;
  • Journal Title: Tetrahedron Lett. Volume: 60 Issue: 16 Pages: 1108-1112
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2019.03.033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chiral Sensing Using Circularly Polarized Luminescence of Bis(phenanthroline dicarboxylic acid) EuIII Complex Induced by Allosteric-type Interaction with Amino Acid Molecules (2019)
  • Author(s): Iwamura Munetaka、Fujii Mai、Yamada Ayano、Koike Hikaru、Nozaki Koichi
  • Journal Title: Chemistry - An Asian Journal Volume: 14 Issue: 4 Pages: 561-567
  • DOI: 10.1002/asia.201801777
• [Journal Article] Observation of Circularly Polarized Luminescence of the Excimer from Two Perylene Cores in the Form of [4]Rotaxane (2018)
  • Author(s): Hayashi Koichiro、Miyaoka Yuta、Ohishi Yuki、Uchida Taka-aki、Iwamura Munetaka、Nozaki Koichi、Inouye Masahiko
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal Volume: 24 Issue: 55 Pages: 14613-14616
  • DOI: 10.1002/chem.201803215
• [Journal Article] Metal?Metal Bond Formations in [Au(CN)2?]n (n = 3?5) Oligomers in Water Identified by Coherent Nuclear Wavepacket Motions (2018)
  • Author(s): Iwamura Munetaka、Kimoto Kenshi、Nozaki Koichi、Kuramochi Hikaru、Takeuchi Satoshi、Tahara Tahei
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry Letters Volume: 9 Issue: 24 Pages: 7085-7089
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b03139
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] * 簡易型のフェムト秒時間分解スペクトル測定装置の開発と PMMA 中でのペリレンエキシマー形成の観測 (2020)
  • Author(s): 新沼智大・岩村宗高 ○野崎浩一
  • Organizer: 日本化学会春季年会
• [Presentation] フェムト秒蛍光アップコンバージョン分光法による固体状態 における銅(I)錯体の光緩和ダイナミクスの研究 (2020)
  • Author(s): ○中村鴻介・藤田紗矢香・岩村宗高・野崎浩一
  • Organizer: 日本化学会春季年会
• [Presentation] Chiral Sensing Imaging of Amino Acid using Circularly Polarized Luminescence of Rare-earth Complex Induced by Allosteric Effect (2019)
  • Author(s): Munetaka Iwamura, Hikaru Koike, Mai Fujii and Koichi Nozaki.
  • Organizer: Molecular Chirality 2019
• [Presentation] Nuclear Wavepacket Motions of Metallophilic Oligomers in Solutions (2019)
  • Author(s): M. Iwamura K. Nozaki, H. Kuramochi, S. Takeuchi and T. Tahara
  • Organizer: 10th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Excited-State Dynamics of Metallophilic Oligomers Triggered by Bond Formations among Metal Atoms (2019)
  • Author(s): Munetaka Iwamura, Koichi Nozaki, Hikaru Kuramochi, Satoshi Takeuchi and Tahei Tahara
  • Organizer: The 2nd International Symposium on Soft Crystals
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Excited-State Dynamics of Metallophilic Oligomers Triggered by Bond Formations among Metal Atoms (2019)
  • Author(s): Munetaka Iwamura, Koichi Nozaki, Hikaru Kuramochi, Satoshi Takeuchi and Tahei Tahara
  • Organizer: ISPPCC2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 薄 膜 中 の 高 速 光 反 応 解 析 の た め の 非 増 幅 型 フ ェ ム ト 秒 過 渡 吸 収 ス ペ ク ト ル 測 定 装 置 (2019)
  • Author(s): 新沼智大, 岩村宗高, 野﨑浩一
  • Organizer: 第31回配位化合物の光化学討論会
• [Presentation] fac-Ir(ppy)3のニート薄膜における発光状態のトラッピングダイナミクス (2019)
  • Author(s): 中島健志, 岩村宗高, 野﨑浩一
  • Organizer: 第31回配位化合物の光化学討論会
• [Presentation] 励起状態における[Pt(NCN)(NCMe)]PF6の会合体ダイナミクス (2019)
  • Author(s): 渡邉ほのか, 岩村宗高, 野﨑浩一
  • Organizer: 第31回配位化合物の光化学討論会
• [Presentation] フェムト秒蛍光アップコンバージョン法による固体薄膜中のCu(I)錯体の高速緩和ダイナミクスの研究 (2019)
  • Author(s): 中村鴻介, 岩村宗高, 野﨑浩一
  • Organizer: 第31回配位化合物の光化学討論会
• [Presentation] 水溶液中におけるジシアノ金(I)5量体の発光増強、および核波束運動 (2019)
  • Author(s): 岩村宗高，岡田莉奈、野崎浩一、倉持光，田原太平
  • Organizer: 第13回分子科学討論会2019名古屋
• [Presentation] 水溶液中におけるテトラシアノ白金(II)錯体会合体のコヒーレント振動と励起状態ダイナミクス (2019)
  • Author(s): 岩村宗高 野﨑浩一 倉持ひかる 竹内佐年 田原太平
  • Organizer: 錯体化学会第６９回討論会（名古屋）
• [Presentation] 錯体化学と分子分光学の狭間で (2019)
  • Author(s): 岩村宗高
  • Organizer: 錯体化学若手の会北陸支部会
  • Invited
• [Presentation] Ultrafast Spectroscopy for Excited State Cu(I) Complexes (2019)
  • Author(s): 岩村宗高
  • Organizer: 第3回無機光化学セミナー（群馬大学）
  • Invited
• [Presentation] 水溶液中におけるテトラシアノ白金(II)錯体の3量体、4量体 電子励起状態の核波束運動と緩和過程 (2018)
  • Author(s): 岩村宗高，野崎浩一，倉持光，竹内佐年，田原太平
  • Organizer: 第12回分子化学討論会
• [Presentation] Eu(III)錯体の誘起円偏光発光を用いた寒天中に分散したアミノ酸の顕微キラルイメージング (2018)
  • Author(s): 小池 ひかる・野崎 浩一・岩村 宗高
  • Organizer: 日本化学会第99回春季年会
• [Presentation] Detection of Allosteric Molecular Association between Achiral Eu(III) Complex and Chiral Amino Acids by Circularly Polarized Luminescence (2018)
  • Author(s): M. Iwamura,* N. Fujii, H. Koike and K. Nozaki
  • Organizer: 43rd International Conference on Coordination Chemistry
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Eu(III)錯体を円偏光発光プローブとして用いたアミノ酸の顕微キラルイメージングとキラルセ ンシングメカニズム (2018)
  • Author(s): 小池ひかる・藤井茉衣・野﨑浩一・岩村宗高
  • Organizer: 第30回配位化合物の光化学討論会
• [Remarks] 希土類錯体の誘起円偏光発光を利用したキラルセンシング
  • URL: http://www3.u-toyama.ac.jp/nozaki/souti/studies/presentstudyIwa.html#chiral
• [Remarks] 金(I)錯体会合体の励起状態ダイナミクス
  • URL: http://www3.u-toyama.ac.jp/nozaki/souti/studies/presentstudyIwa.html