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逐次二光子吸収分子動力学法を用いたジアリールエテン誘導体の励起状態反応制御

研究課題

研究課題/領域番号 12J01481
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理化学
研究機関大阪大学

研究代表者

奥野 克樹  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードジアリールエテン / フォトクロミズム / ソルバトクロミズム / ジラジカル因子 / 非線形光学 / 時間依存密度汎関数法
研究実績の概要

本年度はジアリールエテン誘導体のアリール環にドナー/アクセプター置換基を導入することによる効果を調べた。具体的にはドナー/アクセプター二置換ジアリールエテン誘導体の紫外可視吸収スペクトルに対する溶媒効果について量子化学的手法を用いて検討した。吸収スペクトルの計算には時間依存密度汎関数法を用い、溶媒効果はPCM法で取り入れた。その結果、チオフェン-O,O-ジオキシド環をもつジアリールエテン誘導体のアリール環に対してドナー/アクセプター置換基を導入することで、閉環体では可視光域の吸収帯の波長が溶媒極性に依存するソルバトクロミズムが見られたのに対し、開環体の紫外光領域の吸収帯の波長は溶媒極性に依存しないという、フォトクロミック反応を用いたソルバトクロミズムスイッチング分子の設計を達成した。また、これらドナー/アクセプター二置換ジアリールエテン誘導体の分子軌道を解析することにより、ジアリールエテン骨格やドナー/アクセプター置換基の間の軌道相互作用がソルバトクロミズムのスイッチング挙動に関係していることを明らかにし、軌道相関図に基づくソルバトクロミズムスイッチング分子の統一的な設計指針を見いだした。
このような、ソルバトクロミズムスイッチング分子は、不均一な誘電環境中の分子の拡散や、溶媒和ダイナミクスを観測するプローブ分子に利用できると考えられる。本研究の成果は、フォトクロミック分子を用いたソルバトクロミズムスイッチング材料の研究分野の開拓に寄与すると期待される。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Substitution effects on optical properties of iminonitroxide-substituted iminonitroxide diradical2015

    • 著者名/発表者名
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、長谷川美貴、福嶋真由子、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵次、中野雅由
    • 雑誌名

      Molecular Physics

      巻: 113 号: 3-4 ページ: 267-273

    • DOI

      10.1080/00268976.2014.937777

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical design of solvatochromism switching by photochromic reactions using donor-acceptor disubstituted diarylethene derivatives with oxidized thiophene rings2015

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹、重田育照、岸亮平、中野雅由
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17 号: 9 ページ: 6484-6494

    • DOI

      10.1039/c4cp05946h

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photochromic Switching of Diradical Character : Design of Efficient Nonlinear Optical Switches2013

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹、重田育照、岸亮平、中野雅由
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 4 号: 15 ページ: 2418-2422

    • DOI

      10.1021/jz401228c

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite-field method with unbiased polarizable continuum model for evaluation of the second hyperpolarizability of an open-shell singlet molecule in solvents2013

    • 著者名/発表者名
      乾 智也、重田育照、奥野克樹、馬場剛史、岸 亮平、中野雅由
    • 雑誌名

      Journal of Compulational Chemistry

      巻: 34 号: 27 ページ: 2345-2352

    • DOI

      10.1002/jcc.23395

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-empirical tuning of CAM-B3LYP functional in time-dependent density functional theory for excitation energies of diarylethene derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹、重田育照、岸 亮平、中野雅由
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 585 ページ: 201-206

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.09.013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quanta= cumulant mechanics and dynamics for multidimensional quantum many-body clusters2013

    • 著者名/発表者名
      重田育照
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry

      巻: 113 号: 3 ページ: 348-355

    • DOI

      10.1002/qua.24052

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Calculation and Analysis Methods for the Dynamic First Hyperpolarizability Based on the Ab Initio Molecular Orbital-Quantum Master Equation Method2012

    • 著者名/発表者名
      岸亮平
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 16 号: 17 ページ: 4371-4380

    • DOI

      10.1021/jp301213z

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 理論と実験の協奏的アプローチによる複合スピン励起子変換制御2015

    • 著者名/発表者名
      重田育照、奥野克樹、岸亮平、中野雅由
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次複合光応答」平成26年度第2回公開シンポジウム(招待講演)
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2015-01-23 – 2015-01-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 開殻一重項ジラジカル性を有するジアリールエテン誘導体の三次非線形光学物性スイッチングに関する理論研究2014

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹、重田育照、岸亮平、中野雅由
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Eu(III)IN-IN錯体の構造モデリングと光吸収2014

    • 著者名/発表者名
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 溶液中での希土類ニトロキシド系ジラジカル錯体の構造に関する理論研究2014

    • 著者名/発表者名
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical study on absorption properties of nitroxide diradicals2014

    • 著者名/発表者名
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • 学会等名
      The 54th Sanibel Symposium
    • 発表場所
      St. Simons Island (アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2014-02-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CAM-B3LYP汎関数の非経験的チューニング法 : ジアリールエテン誘導体の励起エネルギー計算への応用2014

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹重田育照、岸 亮平、中野雅由
    • 学会等名
      第11回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学福井謙一記念研究センター(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-01-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ニトロキシド系ジラジカル分子の構造と光吸収特性に関する理論研究2014

    • 著者名/発表者名
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美責、中野雅由
    • 学会等名
      第11回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学福井謙一記念研究センター(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-01-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ニトロキシド系二量体化合物の光吸収特性に関する理論研究2013

    • 著者名/発表者名
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸 亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • 学会等名
      CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2013-10-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 希土類錯体の有機ジラジカル配位子の光吸収特性に関する理論研究2013

    • 著者名/発表者名
      中村亮太、重田育照、奥野克樹、岸亮平、鈴木修一、小嵜正敏、岡田惠次、長谷川美貴、中野雅由
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ (京都府京都市)
    • 年月日
      2013-09-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロ環化合物酸解離定数の構造-物性相関に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      安東寛之、馬場剛史、奥野克樹、重田育照、中野雅由
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ (京都府京都市)
    • 年月日
      2013-09-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Non-empirical tuning scheme of CAM-B3LYP functional in time dependent density functional theory for excitation energies of diarylethene derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹、重田育照、岸 亮平、中野雅由
    • 学会等名
      26th International Conference on Photochemistry
    • 発表場所
      Universite Catholique de Louvain (ベルギー)
    • 年月日
      2013-07-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] キュミュラント変数による変分的自由エネルギー解析22013

    • 著者名/発表者名
      重田育照、馬場剛史、奥野克樹、桑原弘幸、中村亮太、岸 亮平、中野雅由
    • 学会等名
      第16回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡市健康づくりサポートセンター(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2013-05-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールエテン誘導体の熱的安定性と芳香族性の相関2013

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹、重田育照、岸 亮平、中野雅由
    • 学会等名
      第16回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡市健康づくりサポートセンター(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2013-05-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 夷空間密度汎関数法を用いた芳香族炭化水素の非線形光学応答特性の理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      乾智也
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] シリコンナノドツトの非線形光学物性の電荷依存性についての理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      桑原弘幸
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 基底状態三重項ジラジカル分子の光吸収特性に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      中村亮太
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールェテン誘導体の==反応に関する理論的研究: 励起状態安定構造と===能量子収率の関係2012

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹
    • 学会等名
      第4回協定講座シンポジウム「計算生物学と材料科学の融合
    • 発表場所
      神戸大学=合拠点コンベンションホール(兵庫県)
    • 年月日
      2012-12-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Tuned CAM-B3LYP Sche== Bas=d on Experimental Data for Excitation Energies of Closed- and Open-Ring Isomers in Diarylethene Derivatives2012

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹
    • 学会等名
      8th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府)
    • 年月日
      2012-12-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Theor=tic=l Study on Cyclor=version R==ction of Diarylethene Derivatives: Re==tion between optimized on Excited State and Cycloreversion Quantum Yield2012

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹
    • 学会等名
      第10回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学福井謙一記念研究センター(京都府)
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 実空間密度汎関数法による2次元無限系の光学応答量の計算手法の実装2012

    • 著者名/発表者名
      乾智也
    • 学会等名
      第10回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      東都大学福井謙一記念研究センター(京都府)
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] キュミュラント動力学法によるクラスター構造転移の変分的自由エネルギー解析2012

    • 著者名/発表者名
      重田育照
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 実空間密度汎関数法による表面吸着系の光学応答量の計算手法の実装2012

    • 著者名/発表者名
      乾智也
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ジアリールェテン誘導体の光異性化反応に関する理論的研究2012

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ナイロンオリゴマー分解酵素の反応機構に対するアミノ酸変具の効果2012

    • 著者名/発表者名
      馬場剛史
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] シリコンナノドツトの非線形光学物性の電荷依存性に関する理論的研究2012

    • 著者名/発表者名
      桑原弘幸
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 密度汎関数法によるジアリールェテン誘導体の励起状態安定構造解析: ==反応量子収率の支配因孑2012

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹
    • 学会等名
      2012年光化学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Variational Determination of Free Energy in Terms of Cu=ulant Mechanics2012

    • 著者名/発表者名
      重田育照
    • 学会等名
      14th International Congress of Quantum Chemistry
    • 発表場所
      アメリカ合衆国
    • 年月日
      2012-06-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Tuned CA=-B3LYP Sche=e for Excitation Energies of open and Closed Ring Iso=ers in Diarylethene Derivati=c=2012

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹
    • 学会等名
      14th International Congress of Quantum Chemistry
    • 発表場所
      アメリカ合衆国
    • 年月日
      2012-06-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Study on Open-Shell ========= Optical Molecular Systems: Su====olecules Co=posed of Phe==len== Uni=s and Ac=tylene Linkers2012

    • 著者名/発表者名
      中野雅由
    • 学会等名
      14th International Congress of Quantum Chemistry
    • 発表場所
      アメリカ合衆国
    • 年月日
      2012-06-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ジアリール=テン誘導体の励起状態安定構造解析: 開環反応量子収率の支配因子2012

    • 著者名/発表者名
      奥野克樹
    • 学会等名
      第15回理諭化学討論会
    • 発表場所
      仙合市福祉プラザ(宮城県)
    • 年月日
      2012-05-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] キュミュラント変数による変分的自由エネルギー解析2012

    • 著者名/発表者名
      重田育照
    • 学会等名
      第15回理論化学討論会
    • 発表場所
      仙合市福祉プラザ(宮城県)
    • 年月日
      2012-05-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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