2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Stimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
24109002
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
山本 陽介 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50158317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 雅由 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80252568)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 典型元素 / 反応 / 構造 / 物性 / 開殻性 / 光機能 / 電子状態 / 励起状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、新規超原子価硫黄ラジカルの合成と構造解析、電池への応用の論文を、新学術領域内での共同研究論文として、投稿し、アメリカ化学会誌に掲載された。さらに、電池への応用展開の改良を目指して、系を設計しなおした超原子価硫黄ラジカルの合成とその電池としての評価の論文も掲載された。また、新規一重項ジラジカルの新規系の単離に偶然成功したが、その系も中野・鎌田・古川との共同研究成果として、まとめることができつつある。
また、超原子価硫黄ラジカルの量子化学計算による構造予測を行い、溶媒効果を考慮して、実験値との比較を行い、特に構造の対称性について検討した。また安定な三重項カルベンの計算（スピン密度やS-Tギャップ）を行った。また、高精度量子化学計算により、1,3-ジラジカルの構造及び電子スペトルの理論予測を行い、いくつかの実在系について、実験値との比較を行い、構造と励起状態との相関を明らかにした（安倍らとの共同研究）。高周期典型元素を含む２置換ベンゼンについて、ジラジカル性を制御を目指して、置換基効果や構造による依存性を解明し、それらの系の光学応答特性と開殻性との相関を明らかにし、従来の炭素系に比べて著しい三次非線形光学効果の増大が予測された（関口らとの共同研究）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の非常に大きな目標であった硫黄を含む１６族元素ラジカルの合成と電池への応用という大きな成果を達成し、論文としてすでに発表できたため。また、高周期典型元素を含有する新しい非線形光学分子系の提案とその高精度量子化学計算による実証に加え、実験系との共同研究による成果が複数得られているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
硫黄を含む１６族元素ラジカルの電池への応用については、熱的安定性には問題がなかったが、電解液への溶解が問題になっているため、ポリマー化の検討を行う必要があると考えている。合成ルート開発から行っているが、なかなか大変そうではあるものの、なんとか今年度中には達成できると期待している。また。新規一重項ジラジカルの新規系は非常に興味深い展開が種々考えられるため、マルチラジカル系などへの応用も行っていく予定である。
計算系については、引き続き実験系との共同研究を推進し、光物性に関する理論計算の予測の実証を行い、高周期典型元素化合物の非線形光学物性についての構造ー特性相関を解明する。共同研究では特に岩本らにより合成された特異なSi=Si結合を持つ系について理論の立場から結合の特性を明らかにする。
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Research Products
(158 results)
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[Journal Article] Isolation of Hypervalent Group-16 Radicals and Their Application in Organic-Radical Batteries2016
Author(s)
Yasuyuki Imada, Hideyuki Nakano, Ko Furukawa, Ryohei Kishi, Masayoshi Nakano, Hitoshi Maruyama, Masaaki Nakamoto, Akira Sekiguchi, Masahiro Ogawa, Toshiaki Ohta, and Yohsuke Yamamoto
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 132
Pages: 479-482
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] orondifluoride curcuminoid fluorophores with enhanced two-photon excited fluorescence emission and versatile living-cell imaging properties2016
Author(s)
Kenji Kamada, Tomotaka Namikawa, Sebastien Senatore, Cedric Matthews, Pierre-Francois Lenne, Olivier Maury, Chantal Andraud, Miguel Ponce-Vargas, Boris Le Guennic, Denis Jacquemin, Peter Agbo, Dahlia D An, Stacey S. Gauny, Xin Liu, Rebecca J. Abergel, Frederic Fages, Anthony D’Aleo
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Journal Title
Chemistry A European Journal
Volume: 22
Pages: 5219-5232
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Push-Pull Type Oligo(N-annulated Perylene)quinodimethanes: Chain Length and Solvent Dependent Ground States and Physical Properties2015
Author(s)
Zebing Zeng, Sangsu Lee, Minjung Son, Kotaro Fukuda, Paula Mayorga Burrezo, Xiaojian Zhu, Qingbiao Qi, Run-Wei Li, Juan T. Lopez Navarrete, Jun Ding, Juan Casado, Masayoshi Nakano, Dongho Kim, Jishan Wu
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 137
Pages: 8572-8583
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Hypervalent pentacoordinated nirogen radical cations: Synthesis, structure, and application to singlet diradicaloid2015
Author(s)
Yohsuke Yamamoto, Masato Takeshita, Kaoko Sato, Junya Nakatsuji, Akihiro Kurosaki, Masayoshi Nakano, Ryohei Kishi, Ko Furukawa, Kenji Kamada
Organizer
Pacifichem2015
Place of Presentation
Hilton Hawaiian Village,USA
Year and Date
2015-12-16 – 2015-12-16
Int'l Joint Research
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[Presentation] Hypervalent pentacoordinated nirogen radical cations: Synthesis, structure, and application to singlet diradicaloid2015
Author(s)
Yohsuke Yamamoto, Masato Takeshita, Kaoko Sato, Junya Nakatsuji, Akihiro Kurosaki, Masayoshi Nakano, Ryohei Kishi, Ko Furukawa, Kenji Kamada
Organizer
THE INTERNATIONAL CHEMICAL CONGRESS OF PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
Place of Presentation
Honolulu（アメリカ）
Year and Date
2015-12-15 – 2015-12-20
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 溶解度の高い新規スフェランドの合成2015
Author(s)
和田 佳奈子, 桑名 祐里, 鈴川 直幸, 柏葉 崇, 松川 史郎, 箕浦 真生, 山本 陽介
Organizer
2015年日本化学会中国四国支部大会
Place of Presentation
岡山
Year and Date
2015-11-14 – 2015-11-15
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[Presentation] Synthesis and Properties of Hypervalent Sulfur Radicals2015
Author(s)
Y. Yamamoto, Y. Imada, T. Kukita, H. Nakano, K. Furukawa, R. Kishi, M. Nakano, H. Maruyama, M. Nakamoto, A. Sekiguchi
Organizer
The 14th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-14)
Place of Presentation
レーゲンスブルグ(ドイツ）
Year and Date
2015-07-26 – 2015-07-31
Int'l Joint Research
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