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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Creation of Molecularly Integrated Multi-responsive Photochromic Materials

Planned Research

Project AreaApplication of Cooperative-Excitation into Innovative Molecular Systems with High-Order Photo-functions
Project/Area Number 26107009
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

横山 泰  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 名誉教授 (60134897)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 生方 俊  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00344028)
川村 出  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20452047)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywordsフォトクロミズム / ジアリールエテン / 金属イオン / 酸化還元 / ヒト血清アルブミン / エナンチオ選択的光環化 / 絶対立体配置
Outline of Annual Research Achievements

平成30年度には以下のことを行った。
①ジアリールエテンは熱不可逆なフォトクロミズムを示す。二つの側鎖にジアルキルアミンなどの電子供与性置換基とニトロ基のような電子求引性置換基をそれぞれもつジアリールエテンは、アセトニトリルなどの極性溶媒中ではtwisted intramolecular charge transfer (TICT) によってフォトクロミズムを示さないが、ジアルキルアミノ基にプロトンが付加するとTICTが阻害されて熱不可逆フォトクロミズムを示すようになる。平成28年度に行った、可視光照射によってメロシアニン型からスピロ型に光異性化する際に強酸を発生するスピロピランを用いてジアリールエテンのフォトクロミズムが起きる・起きないを制御する研究の発展として、ジアルキルアミノ基部分をアザ-15-クラウン-5に変えた化合物を合成した。この化合物は予想通りアセトニトリル中ではフォトクロミズムを示さなかった。一価のカチオンを加えてもフォトクロミズムを示さなかったが、二価以上のイオンの添加によって示すことが分かった。現在論文執筆中である。
②平成29年度に、ヒト血清アルブミン中における、4位に置換基をもち、2位でエテン部に接続したビスチエニルエテンのフォトクロミズムを調べ、ジカルボン酸が非常に高いエナンチオ選択性で光環化することが分かった。平成30年度には、主に生成する環化体の絶対立体配置を単結晶X線構造解析によって決めるために種々の実験を行ったが、研究期間内に成功しておらず、期間後も実験を継続中である。一方、光学分割した片方のエナンチオマーのCDスペクトルを測定し、このスペクトルを与えるエナンチオマーをDFT計算によって予測した。その結果、主に生成するジカルボン酸環化体の絶対立体配置を決定できた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Dept. Chem., Buelent Ecevit University/Dept. Chem., Duezce University(トルコ)

    • Country Name
      TURKEY
    • Counterpart Institution
      Dept. Chem., Buelent Ecevit University/Dept. Chem., Duezce University
  • [Journal Article] Photochromism of a spiro-functionalized diarylethene derivative: multi-colour fluorescence modulation with a photon-quantitative photocyclization reactivity2018

    • Author(s)
      T. Nakagawa, Y. Miyasaka, Y. Yokoyama
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 54 Pages: 3207-3210

    • DOI

      10.1039/c8cc00566d

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid Decoloration of Photochromic 3H-Naphthopyran Attached to Three-dimensional Poly(dimethylsiloxane) Network2018

    • Author(s)
      T. Ubukata, Y. Ozawa, M. Saito, K. Hiwatari, Y. Yokoyama
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      Volume: 91 Pages: 563-570

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170396

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photochromism and Fluorescent Properties of Bisbenzothienylethene and S,S,S’,S’-Tetraoxide Derivatives with Dual Conjugated Fluorescent Groups on Their Side Chains2018

    • Author(s)
      K. Watanabe, . Ubukata, Y. Yokoyama
    • Journal Title

      Photochem. Photobiol. Sci.

      Volume: 17 Pages: 711-717

    • DOI

      10.1039/C8PP00050F

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis, photochromic and fluorescence properties of new bithiazole-containing diarylethenes as cation sensors2018

    • Author(s)
      L. Gundogdu, M. Kose, S. Takeuchi, Y. Yokoyama, E. Orhan
    • Journal Title

      J. Lumin.

      Volume: 203 Pages: 568-575

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2018.06.014

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] One-step synthesis and stealth photochromism of arylbutadienes2018

    • Author(s)
      J. Kochi, T. Ubukata, Y. Yokoyama
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: 83 Pages: 10695-10700

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b01341

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] エナンチオ選択的有機光化学反応2018

    • Author(s)
      横山 泰
    • Journal Title

      光化学

      Volume: 49 Pages: 62-70

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cycloreversion Reaction of a Fulgide Derivative in Higher Excited States Attained by Femtosecond Two-Photon Pulsed Excitation2018

    • Author(s)
      T. Nagasaka, H. Sotome, Y. Yoshida, Y. Yokoyama, H. Miyasaka
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 122 Pages: 24987-24995

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b06271

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Creation of Molecularly Integrated Multi-responsive Photochromic Materials2018

    • Author(s)
      Y. Yokoyama
    • Organizer
      2nd International Symposium on Photosynergetics, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas, MEXT, Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural analysis of the dipeptide and tripeptide to design photo-responsive self-assembled peptide materials2018

    • Author(s)
      I. Kawamura, H. Shirakata, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • Organizer
      2nd International Symposium on Photosynergetics, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas, MEXT, Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photochromic and fluorescent properties of spiro-functionalized diarylethenes2018

    • Author(s)
      Y. Miyasaka, N. Kato, Y. Otomo, Y. Yokoyama, T. Nakagawa
    • Organizer
      27th IUPAC International Symposium on Photochemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The quest for novel and amazing photoswitch systems2018

    • Author(s)
      Y. Yokoyama
    • Organizer
      2018年光化学討論会
    • Invited
  • [Presentation] Photon-quantitative photocyclization reaction of spiro-functionalized diarylethenes2018

    • Author(s)
      Y. Miyasaka, N. Kato, Y. Otomo, Y. Yokoyama, T. Nakagawa
    • Organizer
      2018年光化学討論会
  • [Presentation] Photochromism of C2 and C3 connected bisthienylethenes in human serum albumin2018

    • Author(s)
      A. Nitta, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • Organizer
      2018年光化学討論会
  • [Presentation] Synthesis and photochromism of diarylethenes possessing an electron-withdrawing group and an electron-donating group on each ring-closing carbon atom2018

    • Author(s)
      S. Yamashita, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • Organizer
      2018年光化学討論会
  • [Presentation] Synthesis and photochromism of a diarylethene with an aza-crown ether on the side chain (II)2018

    • Author(s)
      A. Takeguchi, T. Nakagawa, A. Kikuchi, Y. Yokoyama
    • Organizer
      2018年光化学討論会
  • [Presentation] ピレン側鎖を導入したジペプチドの自己組織化と蛍光特性2018

    • Author(s)
      白方宏樹, 中川哲也, 横山 泰, 川村 出
    • Organizer
      2018年光化学討論会
  • [Presentation] ヒト血清アルブミン中におけるビスチエニルエテンのフォトクロミズム2018

    • Author(s)
      新田亜季・中川哲也・横山 泰
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ
  • [Presentation] アクリドンを導入したペプチドの自己組織化ハイドロゲルの創生と蛍光特製の解析2018

    • Author(s)
      白方宏樹, 中川哲也, 横山 泰, 川村 出
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ
  • [Presentation] All-Optical Switching in the Photochromic Behavior of Diarylethenes2018

    • Author(s)
      S. Kusumoto, S. Mahvidi, S. Takeuchi, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • Organizer
      14th International Kyoto Congress on Organic Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 特異な性質を示すフォトクロミック化合物を求めて2018

    • Author(s)
      横山 泰
    • Organizer
      第15回バイオオプティクス研究会
    • Invited
  • [Presentation] Photon-quantitative photocyclization reaction of spiro-functionalized diarylethenes2018

    • Author(s)
      Y. Miyasaka, N. Kato, Y. Otomo, Y. Yokoyama, T. Nakagawa
    • Organizer
      10th Asian Photochemistry Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Yokoyama Lab.

    • URL

      http://www.yokoyama-lab.ynu.ac.jp/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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