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分子間プロトン移動フォトクロミックシステムの開発

Publicly Offered Research

Project AreaNew Horizons of Photochromism: Customized Molecular Design and Novel Applications
Project/Area Number 21021003
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小川 桂一郎  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (50114426)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原田 潤  北海道大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (00313172)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywordsプロトン移動 / 互変異性 / フォトクロミズム / ヒドロキシキノリン / ヒドロキシフェナジン
Research Abstract

励起状態におけるプロトン移動は,非常に高速に進行するが,生成した互変異性体が容易に元に戻ってしまうので,通常はフォトクロミズムを引き起こしにくいと考えられている.それに対して,申請者らは分子間プロトン移動に起因するフォトクロミズムが,2-ヒドロキシフェナジンとその類縁体において発現することを見出している.すなわち,2-ヒドロキシフェナジンの2-メチルテトラヒドロフラン(MTHF)溶液に77Kで紫外光を照射すると,淡黄色から赤色に変化し,暗所に放置すると徐々に元に戻る.光着色体は,励起状態でのプロトン移動によって生じたNH形に帰属される.生成したNH形は,通常ならば容易にOH形に戻ると考えられるが,本反応ではなんらかの原因によってNH形の戻り反応の進行が抑制されている.本研究では,この意外とも言うべきプロトン移動フォトクロミズムの一般性とその機構を解明に取り組んだ.そのために,2-ヒドロキシフェナジン類および7-ヒドロキシフェナジンのメチル置換体を合成し,それらの紫外可視吸収スペクトル,蛍光スペクトルを測定するとともに,フォトクロミック挙動を調べた.その結果,一連のフォトクロミック反応では,低温において分子間水素結合による会合体が形成され,その中で分子間プロトン移動が進行すること,また,会合体としては環状二量体が生成しているが,それ以外の会合体も生成し,それが反応に関与している可能性も示唆された.

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Photochromism of spiropyrans and spirooxazines in the solid state : Low temperatu2010

    • Author(s)
      原田潤
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 46 Pages: 2593-2595

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  • [Journal Article] Pedal motion in crystals2009

    • Author(s)
      J.Harada
    • Journal Title

      Chem.Soc.Rev. 38

      Pages: 2244-2252

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  • [Journal Article] Single crystal cis-trans photoisomerization of 2-(9-anthrylmethylene)-1-indanone2009

    • Author(s)
      J.Harada
    • Journal Title

      CrystEngComm 11

      Pages: 1235-1239

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  • [Journal Article] Hydrogen-Bonded Cyclic Dimer Formation in Temperature-induced Reversal of Tautomerism of Salycylideneanilines2009

    • Author(s)
      T.Fujiwara
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.A 113

      Pages: 1822-1826

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  • [Presentation] Photochromism by Intermolecular Proton Transfer2010

    • Author(s)
      小川桂一郎
    • Organizer
      Pacifichem2010
    • Place of Presentation
      ホノルルUSA(招待講演)
    • Year and Date
      2010-12-15
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  • [Presentation] Proton Tautomerism in the Solid State. Roles of Hydrogen Bonding and Self-association2009

    • Author(s)
      K.Ogawa
    • Organizer
      19th International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State
    • Place of Presentation
      Sestri Levante, Italy
    • Year and Date
      2009-06-15
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  • [Book] 新版現代物性化学の基礎2010

    • Author(s)
      小川桂一郎
    • Total Pages
      255
    • Publisher
      講談社
    • Related Report
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  • [Remarks]

    • URL

      http://maildbs.c.u-tokyo.ac.jp/~ogawa/index.html

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  • [Remarks]

    • URL

      http://maildbs.c.u-tokyo.ac.jp/~ogawa/index.html

    • Related Report
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Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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