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ガドリニウム錯体による新規光増感剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J03538
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 無機化学
研究機関九州大学

研究代表者

北川 和宏  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード光増感 / ガドリニウム / 金属錯体 / 光増感剤
研究実績の概要

前年度までに開発したガドリニウム錯体の光増感を指向した物性探索を行った。その結果、フェニル基を発光部位とするガドリニウム錯体が、通常観測困難な「空気下・室温」で燐光を示すことを見出した。X線結晶構造解析を行った結果、励起三重項状態の失活の原因となるπ-π相互作用を巧みに回避しうるパッキングになっていることがわかった。また、アルゴン雰囲気下と空気下において、結晶の発光量子収率はほとんど変化しない。つまり、結晶化することで励起三重項状態の酸素による消光が制御できていることがわかった。さらに興味深いことに、1-ナフトールをドープすることで発光色を青色から薄緑色へ制御可能であり、発光量子収率は約3倍になることを見出した。発光寿命等の測定により、フェニル基を発光部位とするガドリニウム錯体の結晶をプラットフォームとして、1-ナフトールの燐光が光増感されていることを明らかにした。これらの成果は、平成28年5月に学術論文として発表した(Dalton Trans. 2016, 45, 11620.)。さらに、ガドリニウム錯体の配位子内遷移のみに強く依存した励起三重項状態を詳細かつ系統的に検討し、酸素に応答する発光性テルビウム錯体やジスプロシウム錯体の酸素応答メカニズムに関する重要な知見を得た(Dalton Trans. 2016, 45, 9492.; Inorg. Chem. 2016, 55, 6609.)。平成28年11月から平成29年3月までの間、カリフォルニア大学アーバイン校にて研究活動を行い、蛍光顕微鏡を用いて極微量の中間体を観測し、従来ではブラックボックスになっていた反応メカニズムを解明する革新的な実験技術を習得し第一著者として学術論文を発表した(ACS Catl. 2017, 7, 3786.)。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Structure-Reactivity Studies of Intermediates for Mechanistic Information by Subensemble Fluorescence Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kitagawa, Suzanne Blum
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 7 号: 6 ページ: 3786-3791

    • DOI

      10.1021/acscatal.7b00627

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Gadolinium(III) Complex That Shows Room-Temperature Phosphorescence in the Crystalline State2016

    • 著者名/発表者名
      Nakai, Hidetaka; Kitagawa, Kazuhiro; Seo, Juncheol; Matsumoto, Takahiro; Ogo, Seiji
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45(29) 号: 29 ページ: 11620-11623

    • DOI

      10.1039/c6dt01303a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Oxygen-Sensitive Luminescent Dy(III) Complex2016

    • 著者名/発表者名
      Nakai, Hidetaka; Seo, Juncheol; Kitagawa, Kazuhiro; Goto, Takahiro; Matsumoto, Takahiro; Ogo, Seiji
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45(23) 号: 23 ページ: 9492-9496

    • DOI

      10.1039/c6dt01057a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of Lanthanide Coordination Environment: Synthesis, Structure, and Oxygen-Sensitive Luminescence Properties of an Eight-Coordinate Tb(III) Complex2016

    • 著者名/発表者名
      Nakai, Hidetaka; Seo, Juncheol; Kitagawa, Kazuhiro; Goto, Takahiro; Nonaka, Kyoshiro; Matsumoto, Takahiro; Ogo, Seiji
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 55(13) 号: 13 ページ: 6609-6615

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b00800

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A gadolinium(III) complex that shows room-temperature phosphorescence in the crystalline state2016

    • 著者名/発表者名
      北川和宏、松本崇弘、小江誠司、中井英隆
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場第一キャンパス
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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