2016 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation and Reactions of Stimuli-responsive High-coordinate Main Group Element Compounds
| 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, 理学研究科, 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 |
昨年度に報告した超原子価硫黄ラジカルの初の合成・ラジカル電池の開発（正極）・関口らのケイ素ラジカル（負極）との共同研究でのオールラジカル電池の開発、に引き続いて、セレンラジカルの合成とその評価を行った。また、上記化合物合成のために合成していた新規三座配位子を用いて新規T字型15族リン化合物合成に取り組んだ。その結果、いままでに報告されている他のT字型リン化合物よりもかなり高い反応活性を持つことを示すことができた。
中野らとの共同研究も下記のように行うことができた。
山本らにより合成されたチチバビン炭化水素骨格と等電子構造のを有するN原子を含む新種の化合物について、その開殻性を含む電子状態の検討を高精度量子化学計算を用いて行った。酸化還元により、閉殻系と中間開殻系とをスイッチすることが可能であり、計算の結果、中間開殻性をもつ酸化体において三次非線形光学効果の微視的起源である第二超分極率γが著しい増大を示した。これは我々の開殻非線形光学物質の設計指針に合致する。実際に鎌田らによる三次非線形光学効果の一つであるTPAの測定により、この結果は実証された。さらに、N原子をC、B原子と置換した非対称開殻種をモデル化し、電荷の非対称性と開殻性およびγの相関についても検討した。その結果、N, B原子を含有する系は非対称性が大きくなり、γはもとの対称開殻系より小さくなったが、電場を印加により電荷移動（CT）の程度を弱めることで、γの正や負の値への顕著な増大が見られた。これは、非対称モデルの結果と合致しており、閉殻領域で非対称性を制御することでさらなるγの増大が得られる可能性を示した。この結果をさらに検討するために、π－π積層型フェナレニル二量体の分子間距離と各中心原子をN, B原子に置換した系について検討し、中間イオン性に起因する増大領域があることを新たに発見した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Fluoreno[2,3-b]fluorene vs. Indeno[2,1-b]fluorene: Unusual Relationship between the Number of pi Electrons and Excitation Energy in meta-Quinodimethane Type Singlet Diradicaloids2017
Author(s)
H. Miyoshi, M. Miki, S. Hirano, A. Shimizu, R. Kishi, K. Fukuda, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, I. Hisaki, M. Nakano, Y. Tobe
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Journal Title
J. Org. Chem.
Volume: 82
Pages: 1380-1388
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A simple zinc(II) complex that features multi‐functional luminochromism induced by reversible ligand dissociation2017
Author(s)
Takamasa Tsukamoto, Risa Aoki, Ryota Sakamoto, Ryojun Toyoda, Masaki Shimada, Yohei Hattori, Mizuki Asaoka, Yasutaka Kitagawa, Eiji Nishibori, Masayoshi Nakano, Hiroshi Nishihara
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Journal Title
Chem. Commun.
Volume: 53
Pages: 3657-3660
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Theoretical Investigation of Curved π-Conjugated Fullerene Flakes: Open-Shell Character, Aromaticity, and Third-Order Nonlinear Optical Property2017
Author(s)
Kotaro Fukuda, Jun-ya Fujiyoshi, Yuka Minamida, Takanori Nagami, Hiroshi Matsui, Soichi Ito, Ryohei Kishi, Yasutaka Kitagawa, Masayoshi Nakano, Benoit Champagne
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Journal Title
J. Phys. Org. Chem.
Volume: 30
Pages: 1099-1395
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Diindeno-fusion of an anthracene as a design strategy for stable organic biradicals2016
Author(s)
Gabriel E. Rudebusch, JoseL. Zafra, Kjell Jorner, Kotaro Fukuda, Jonathan L. Marshall, Iratxe Arrechea-Marcos, Guzman L. Espejo, Rocio Ponce Ortiz, Carlos J. Gomez-Garcia, Lev N. Zakharov, Masayoshi Nakano, Henrik Ottosson, Juan Casado, Michael M. Haley
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Journal Title
Nat. Chem.
Volume: 8
Pages: 753-759
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A Biradical Balancing Act: Redox Amphoterism in a Diindenoanthracene Derivative Results from Quinoidal Acceptor and Aromatic Donor Motifs2016
Author(s)
G. E. Rudebusch, J. L. Zafra, M. Pena-Alvarez, G. L. Espejo, S. N. Spisak, K. Fukuda, Z. Wei, M. Nakano, M. A. Petrukhina, J. Casado, M. M. Haley
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 138
Pages: 12648－12654
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Theoretical Design of Open-Shell Nonlinear Optical Molecular Systems2017
Author(s)
Masayoshi Nakano, Ryohei Kishi, Kotaro Fukuda, Soichi Ito, Hiroshi Matsui, Shota Takamuku, Takanori Nagami, Yuka Minamida, Naoyuki Matsushita, Jun-ya Fujiyoshi, Kyohei Yoneda, Yasutaka Kitagawa, Marc de Wergifosse, Benoit Champagne
Organizer
The 10th International Conference on Computational Physics (ICCP10)
Place of Presentation
Macau（中国）
Year and Date
2017-01-16 – 2017-01-20
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Quantum Design for Optoelectric Functional Molecular Systems2016
Author(s)
M. Nakano, R. Kishi, K. Fukuda, S. Ito, H. Matsui, S. Takamuku, T. Nagami, Y. Minamida, N. Matsushita, K. Yoneda, Y. Kitagawa
Organizer
Japan-France-Spain Joint-Symposium on Theoretical and Computational Science of Complex Systems
Place of Presentation
Fukui Institute for Fundamental Chemistry, Kyoto University（京都府・京都市）
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-28
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Theoretical Study on Open-Shell Organic Nonlinear Optical Systems: From Open-Shell Molecules to Open-Shell Aggregates2016
Author(s)
Masayoshi Nakano, Ryohei Kishi, Kotaro Fukuda, Soichi Ito, Hiroshi Matsui, Shota Takamuku, Takanori Nagami, Yuka Minamida, Jun-ya Fujiyoshi, Kyohei Yoneda, Yasutaka Kitagawa, and Benoit Champagne
Organizer
The International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals in 2016(ICSM2016)
Place of Presentation
GuangZhou（中国）
Year and Date
2016-06-26 – 2016-07-01
Int'l Joint Research
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