配位プログラミングを利用した円偏光発光セキュリテリー分子システムの開発

• Project Area: Coordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices
• Project/Area Number: 24108728
• 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: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 河合 壯 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (40221197)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2013: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2012: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 円偏光発光 / セキュリティー / 希土類作体 / インクジェット / 円偏光 / キラル / 配位 / 蛍光

Research Abstract

配位プログラミングを利用して高度に情報化された新規セキュリティー技術の創成を目的とする。具体的には強い円偏光発光(CPL)を示すキラル希土類錯体を超分子相互作用によって集積化しキラル配位高分子とすることでデバイス材料を実現し、さらにインクジェット技術を利用したセキュリティーマーキングを形成する。本年度は希土類錯体の円偏光発光性について、配位高分子型希土類錯体の合成に取り組んだ。その結果、2座配位子を利用する系で高分子量体が形成していることを質量分析スペクトルなどから明らかにした。さらにそのおおよその分子量分布を解明した。一方、キラル希土類錯体について様々な配位子を組み合わせたEu(III)錯体を合成し、それぞれに関してCDスペクトルの計測と円偏光蛍光計測を溶液中において系統的に実施した。様々な配位子の組み合わせにより円偏光蛍光の効率の最適化を行った。その結果、1.0を超えるｇ値が見いだされた。一方インクジェット技術を利用したパターン形成を検討した。希土類作体をあらかじめ薄膜化し、そこに配位子をインクジェットパターン形成した。その結果、所望の円偏光パターンが形成されることを見いだした。それぞれの錯体において、結晶構造解析を行い、配位子間の非共有結合相互作用を確認した。さらに山形大学金井塚先生および奈良女子大棚瀬教授らとの共同研究ではカーボンナノチューブとの複合系で大きな熱電変換特性を見いだした。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Ratiometric luminescence thermometry based on crystal-field alternation at the extremely narrow ^5D_0 - ^7F_2 transition band of europium(III) (2014)
  • Author(s): Junpei Yuasa, Ryusuke Mukai, Tsuyoshi Kawai
  • Journal Title: Chem. Commun Volume: 50 Issue: 59 Pages: 12-54
  • DOI: 10.1039/c4cc00704b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chirality Induction by Formation of Assembled Structures Based on Anion-Responsive π-Conjugated Molecules (2013)
  • Author(s): Hiromitsu Maeda, Wataru Hane, Yuya Bando, Yoshitaka Terashima, Yohei Haketa, Hiroshi Shibaguchi, Tsuyoshi Kawai, Masanobu Naito, Kazuto Takaishi, Masanobu Uchiyama, Atsuya Muranaka
  • Journal Title: Chem. Eur. J Volume: 19 Issue: 48 Pages: 16263-16271
  • DOI: 10.1002/chem.201301737
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Systematic Conversion of Single Walled Carbon Nanotubes into n-type Thermoelectric Materials by Molecular Dopants (2013)
  • Author(s): Y. Nonoguchi, K. Ohashi, R. Kanazawa, K. Ashiba, K. Hata, T. Nakagawa, C. Adachi, T. Tanase, and T. Kawai
  • Journal Title: Scientific Reports (Nature Publishing) Volume: 3:3344 Issue: 1 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1038/srep03344
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fingerprint signatures of lanthanide circularly polarized luminescence from proteins covalently labeled by a β -diketonate europium(III) chelate (2013)
  • Author(s): Junpei Yuasa
  • Journal Title: Chem. Commn. Volume: 49 Issue: 41 Pages: 4604-4606
  • DOI: 10.1039/c3cc40331a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nona-coordinated chiral Eu(III) complexes with stereoselective ligand-ligand noncovalent interactions for enhanced circularly polarized luminescence (2013)
  • Author(s): T. Harada, H. Tsumatori, K. Nishiyama, J. Yuasa, Y. Hasegawa, and T. Kawai
  • Journal Title: Inorg. Chem., Volume: 51 Issue: 12 Pages: 6476-6485
  • DOI: 10.1021/ic2024988
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Asymmetric Induction in the Preparation of Helical Receptor-Anion Complexes : Ion-Pair Formation with Chiral Cations (2012)
  • Author(s): Yohei Haketa, Yuya Bando, Kazuto Takaishi, Masanobu Uchiyama, Atsuya Muranaka, Masanobu Naito, Hiroshi Shibaguchi, Tsuyoshi Kawai, Hiromitsu Maeda
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. Volume: 51 Issue: 32 Pages: 7967-7971
  • DOI: 10.1002/anie.201202196
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intermolecular Oxidative Annulation of 2-Aminoanthracenes to Diazaacenes and Aza[7]helicenes (2012)
  • Author(s): K. Goto, R. Yamaguchi, S. Hiroto, H. Ueno, T. Kawai, H. Shinokubo
  • Journal Title: Angew. Chem. Int Volume: 51 Issue: 41 Pages: 10333-10336
  • DOI: 10.1002/anie.201204863
  • Peer Reviewed