• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2022 Fiscal Year Research-status Report

Photon Upconversion through Toroidal Interactions

Research Project

Project/Area Number 22K19029
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

森 直  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70311769)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2025-03-31
Keywordsアップコンバージョン / エネルギー移動 / トロイダル相互作用 / エキシプレックス / エキシマー
Outline of Annual Research Achievements

低エネルギー光を高エネルギー光に変換するフォトンアップコンバージョンにおいて、三重項三重項対消滅を経る機構が最も実用性の高いものと期待されている。この機構では増感剤からのエネルギー伝達、色素間のエネルギー移動と励起色素2分子の衝突、生成する高励起一重項状態からの発光などの多段階プロセスが関与し、その各プロセスの精密制御が重要である。しかしながら高効率フォトンアップコンバージョンを実現する最適な色素配列の指針はいまだ確立されていない。
本研究では、ドーナツ状にπ系がつながった、いわゆるトロイダル相互作用を示すことが知られているヘキサアリールベンゼン誘導体を基盤骨格とした実証実験により、そのエネルギー移動効率の最適化により、フォトンアップコンバージョンの高効率化に資する新しい分子設計の設計指針を得ることを目的としている。
本年度は、いくつかのヘキサアリールベンゼン誘導体において、側鎖アリール基のプロペラ様の動的な構造が様々な物性にどのような影響を与えるかを検討した。例えば、側鎖アリール基の中心のベンゼンに対するねじれ運動について、外部因子となる溶媒極性や粘度、その形状などにより、その安定角とダイナミズムに応じたオプティカル、並びにキロプティカル特性が変調可能であることが明らかとなった。特に、左右のねじりの方向を制御できるプロペラキラリティーを発現可能であることを明らかとした。このような動的な物性を中心とする一部の成果に関しては、学会発表、論文発表等で公表した。今後は各種分光法によってその挙動の詳細を明らかとするとともに、引き続きアップコンバージョンに資する誘導体の合成へと展開する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究で重要となるヘキサアリールベンゼン誘導体の合成に着手し、順調に進んでいる。目的化合物の一部については物性評価へと進んでおり、これまでには見られないような特異な物性、応答性が見られた。一方で、アップコンバージョンに資すると考えられるヘキサアリールベンゼン誘導体については溶解度の問題から詳細な検討は今後の課題となっている。今後、溶解度の高い誘導体などを検討する必要があると考えている。

Strategy for Future Research Activity

フォトンアップコンバージョンに資するヘキサアリールベンゼン誘導体の候補分子として6つのジフェニルアントラセンを骨格に直接導入することを検討したが、段階的にジフェニルアントラセンが導入された複雑な混合物となった。種々の検討の結果、遷移金属を用いる三量化反応を用いた合成法を確立し、質量分析等により目的化合物が主生成物として生じていることを確認したが、難溶性であったため精製が困難という結果となった。今後は溶解度向上のため、末端のベンゼン環等に長鎖アルキル基を導入した誘導体の合成を検討する。

Causes of Carryover

本年度の研究計画が計画通り順調に達成され、試薬等の材料費が多少削減されたこと、また別予算の充足により共通して使用する装置等にかかる費用が節約されたため、当初計画を修正し、次年度以降に使用するより発展的な研究への経費へと振りかえた。具体的には、今後の研究でキラルカラムとクラスター計算機の導入が必要であると判断したが、これらの物品は単価が高額であるため、単価の安い実験消耗品を大学の自己経費にて購入し、本科研費予算は次年度以降交付の予算と合算し、これらの購入経費に充てる予定である。

  • Research Products

    (15 results)

All 2022 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ミュンヘン工科大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ミュンヘン工科大学
  • [Int'l Joint Research] インペリアルカレッジ(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      インペリアルカレッジ
  • [Int'l Joint Research] 四川大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      四川大学
  • [Int'l Joint Research] ボルドー大学(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      ボルドー大学
  • [Journal Article] Differences in Enantioselective Hydroxylation of 2,2′,3,6-Tetrachlorobiphenyl (CB45) and 2,2′,3,4′,6-Pentachlorobiphenyl (CB91) by Human and Rat CYP2B Subfamilies2022

    • Author(s)
      Inui Hideyuki、Ito Terushi、Miwa Chiharu、Haga Yuki、Kubo Makoto、Itoh Toshimasa、Yamamoto Keiko、Miyaoka Masayuki、Mori Tadashi、Tsuzuki Harunobu、Mise Shintaro、Goto Erika、Matsumura Chisato、Nakano Takeshi
    • Journal Title

      Environmental Science & Technology

      Volume: 56 Pages: 10204~10215

    • DOI

      10.1021/acs.est.2c01155

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiroptical induction with prism[5]arene alkoxy-homologs2022

    • Author(s)
      Liang Xiaotong、Shen Yanling、Zhou Dayang、Ji Jiecheng、Wang Hongtao、Zhao Ting、Mori Tadashi、Wu Wanhua、Yang Cheng
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Pages: 13584~13587

    • DOI

      10.1039/d2cc05690a

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cyclodextrins with Multiple Pyrenyl Groups: An Approach to Organic Molecules Exhibiting Bright Excimer Circularly Polarized Luminescence2022

    • Author(s)
      Shigemitsu Hajime、Kawakami Kosei、Nagata Yuuya、Kajiwara Rikuo、Yamada Shintaro、Mori Tadashi、Kida Toshiyuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 61 Pages: e202114700

    • DOI

      10.1002/anie.202114700

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fluorescein-Based Type I Supramolecular Photosensitizer via Induction of Charge Separation by Self-Assembly2022

    • Author(s)
      Shigemitsu Hajime、Ohkubo Kei、Sato Kazuhide、Bunno Asuka、Mori Tadashi、Osakada Yasuko、Fujitsuka Mamoru、Kida Toshiyuki
    • Journal Title

      JACS Au

      Volume: 2 Pages: 1472~1478

    • DOI

      10.1021/jacsau.2c00243

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Amphiphilic Rhodamine Nano-assembly as a Type I Supramolecular Photosensitizer for Photodynamic Therapy2022

    • Author(s)
      Shigemitsu Hajime、Sato Kazuhide、Hagio Satomi、Tani Youhei、Mori Tadashi、Ohkubo Kei、Osakada Yasuko、Fujitsuka Mamoru、Kida Toshiyuki
    • Journal Title

      ACS Applied Nano Materials

      Volume: 5 Pages: 14954~14960

    • DOI

      10.1021/acsanm.2c03192

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visible Light-Induced Regio- and Enantiodifferentiating [2 + 2] Photocycloaddition of 1,4-Naphthoquinones Mediated by Oppositely Coordinating 1,3,2-Oxazaborolidine Chiral Lewis Acid2022

    • Author(s)
      Shimizu Nao、Shigemitsu Hajime、Kida Toshiyuki、Bach Thorsten、Mori Tadashi
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 87 Pages: 8071~8083

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c00730

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] キラルな1,3,2-オキサザボロリジン触媒による1,4-ナフトキノン-アルケン連結系の[2+2]光環化付加反応2022

    • Author(s)
      清水菜生・森 直
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
  • [Presentation] 対称ヘキサヒドロメタノベンゾシクロブタ置換したピレン誘導体の光学的およびキロプティカル特性2022

    • Author(s)
      齋藤幸祐・森 直
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
  • [Presentation] タンパク質を不斉反応場とするアントラセン誘導体の触媒的超分子不斉光反応系の構築2022

    • Author(s)
      西嶋政樹・河合美咲・豊岡壮太・森 直・荒木保幸・井上佳久・和田健彦
    • Organizer
      2022年光化学討論会
  • [Presentation] C3キラルトルキセン類の蛍光およびリン光における優れた円偏光異方性とその解釈2022

    • Author(s)
      大峰拓也・石割文崇・廣瀬崇至・森 直・佐伯昭紀
    • Organizer
      第32回基礎有機化学討論会
  • [Book] Chiroptical Properties of Helicenes: Historical Perspective and Structure-Property Relationships2022

    • Author(s)
      Abbate, Sergio Longhi, Giovanna Mori, Tadashi
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      Wiley-VCH GmbH
    • ISBN
      9783527348107

URL: 

Published: 2023-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi