Construction of lanthanide complexes inducing excited reaction by external force

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02748
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Kitagawa Yuichi 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90740093)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 希土類錯体 / アントラセン / 多環芳香族 / ユウロピウム / ガドリニウム

Outline of Final Research Achievements

Tribo-luminescence is an unique phenomenon in crystalline compounds, wherein tribo-energy is converted to light energy. Recently, the lanthanide complex design with strong tribo-luminesence were revealed. In this study, the tribo-excited chemical reactions have been studied using the lanthanide complex based on the design with strong tribo-luminescence. The trivalent europium (Eu(III)) and gadolinium (Gd(III) complexes with stacked anthracene framework were prepared for the demonstration of the tribo-excited chemical reactions. The tribo-stimulus induced oxidation reaction and dimerizaiton of Eu(III) and Gd(III) complexes, respectively. Thus, I also successfully demonstrated the lanthanide ion dependent reactivity of tribo-excited chemical reaction.

Free Research Field

光化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人類の暮らしを豊かにするための革新的な化学反応技術が求められている。化学反応を起こすためには、外部から物質へのエネルギー注入が重要となる。そのエネルギー源として熱が主に用いられてきた。また光も反応駆動力となることも知られている。光を物質に照射するとエネルギーが高い励起状態が形成し、その励起状態を介して化学反応が進行していく。この高いエネルギーを利用することで熱エネルギーでは達成できない物質変換が達成されている。一方、摩擦刺激をトリガーとした励起状態形成に基づく発光現象が古くから研究されている。この摩擦刺激励起をトリガーとした合成法の研究は新しい錯体材料構築の観点から学術的に高い意義がある。