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らせんの集合に基づく結晶設計による有機固体オプトエレクトロニクス材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 13J00763
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 機能物質化学
研究機関大阪大学

研究代表者

佐々木 俊之  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードらせん / 有機塩 / 極性結晶 / キラリティー / 超分子 / 第二高調波発生 / 国際研究者交流 / フランス / 有機結晶 / 非線形学材料 / カルボン酸アンモニウム塩 / 2回らせん
研究実績の概要

本研究では、180度回転と1/2並進という対称操作で表わされる2回らせん構造に着目し、その集合を制御することで階層的結晶設計を行い、非線形光学材料として有望な極性有機結晶の開発を目指している。このような結晶は、従来波長変換素子などに用いられてきた無機結晶に比べて応答速度などの面で優れており、高度情報化社会のニーズに応える新たな材料として注目を集めている。さらに、構成成分として胆汁酸誘導体を用い第三成分の取り込み能を付与することで、結晶の高機能化および多機能化を達成できる。同時に、適当なアキラルなカルボン酸を導入することでキラリティーの制御を行う。これにより、キラリティー制御が可能な磁気特性や熱応答性を併せ持った新奇非線形光学材料としての応用を目指す。本年度の成果は以下の通りである。
1、新規化合物である胆汁酸誘導体のリトコールアミンを合成し、種々のカルボン酸との有機塩を作製した。さらに、3-ニトロ安息香酸との有機塩を含めた多くの有機塩について、効率的に単結晶を作製する手法を確立した。
2、3-ニトロ安息香酸、2-チオフェンカルボン酸および3-チオフェンカルボン酸との有機塩の結晶について、第二高調波発生特性の測定を行った。すべての場合に第二高調波発生特性が観測され、特に3-ニトロ安息香酸との結晶で大きな値が得られた。このことは、分極の大きな分子であっても高確率で極性結晶の構築が可能であり、さらに大きな第二高調波発生特性を示す作製における本手法の有用性をしめした。
3、フランスで結晶学を学び、実際に様々なタイプの結晶について結晶構造解析を行うことで結晶中にみられる分子・超分子・結晶の対称性の評価法を身に付けた。新たな視点に基づく結晶構造の評価により、より精密な結晶設計指針を立てることができる。

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

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chirality Generation in Supramolecular Clusters: Analogues of Octacoordinated Polyhedrons2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, Yoko Ida, Tetsuharu Yuge, Atsushi Yamamoto, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 15 号: 2 ページ: 658-665

    • DOI

      10.1021/cg5013445

    • 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] Characterization of Supramolecular Hidden Chirality of Hydrogen-Bonded Networks by Advanced Graph Set Analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, Yoko Ida, Ichiro Hisaki, Tetsuharu Yuge, Yoshiaki Uchida, Norimitsu Tohnai and Mikiji Miyata
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 20 号: 9 ページ: 2478-2487

    • DOI

      10.1002/chem.201303770

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Crystallization by Non-parallel Face Contacts on the Basis of Three-Axially Asymmetric Twofold Helices2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, Yoko Ida, Akira Tanaka, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 15 号: 41 ページ: 8237-8240

    • DOI

      10.1039/c3ce41504j

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Symmetric Properties of Organic Supramolecular Clusters as Analogues of Octa-Coordination Polyhedrons2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, Yoko Ida, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Assembly Control of Chiral Hydrogen-Bonded Supramolecular Modules by Halogen Bonds2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, Yoko Ida, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 有機結晶における2回らせん2013

    • 著者名/発表者名
      佐々木 俊之, 久木 一朗, 藤内 謙光, 宮田 幹二
    • 学会等名
      2013年度結晶学若手の会
    • 発表場所
      熊本大学薬学部 宮本記念館
    • 年月日
      2013-10-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Graph Set Analysis on Hydrogen Bonded Supramolecular Clusters with Hidden Chirality2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, Yoko Ida, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
    • 学会等名
      Symposium on Molecular Chirality 2013
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス 芝蘭会館 稲盛ホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CONTROLLED CHIRALITY OF TWO-FOLD HELICES AND THEIR SP ECTROSCOPIC CHARACETRIZATION2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, Yoko Ida, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
    • 学会等名
      25^<th> International Symposium on Chirality (ISCD-25)
    • 発表場所
      Shanghai Institute of Organic Chemistry, CAS, Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] HANDEDNESS OF TWO-FOLD HELICES AND THEIR CHIRALITY CONTROL2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
    • 学会等名
      The 21th International Conference on the Chemis try of the Organic Solid State (ICCOSS XXI)
    • 発表場所
      St Catherine's College, Oxford, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 2回らせんに基づく有機結晶設計とキラリティー制御2013

    • 著者名/発表者名
      佐々木 俊之, 井田 陽子, 久木 一朗, 藤内 謙光, 宮田 幹二
    • 学会等名
      平成25年度日本結晶学会年会及び総会
    • 発表場所
      熊本大学 黒髪キャンパス 工学部2号館, 五高記念館復元教室
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.mls.eng.osaka-u.ac.jp/~mol_rec/member/sasaki/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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