光誘起プロトン・電子移動に基づく高度光応答性分子集合体の開発

• 研究課題/領域番号: 15K05475
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 平尾 泰一 大阪大学, 理学研究科, 助教 (50506392)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 光反応 / 構造異性化 / 電子移動 / 構造・機能材料 / プロトン共役電子移動 / フォトクロミズム / ソルバトクロミズム / 水素結合 / 分子性固体

研究成果の概要

本研究は光誘起電子移動、プロトン移動、構造異性化を組み合わせることによって、多段階連鎖光反応系の開発を目指した。新たに設計したアンスラノール骨格とアクリジン骨格を直接結合した分子を研究期間内に合成し、光誘起電子移動の発現を確認した。ただし電子移動後のアクリジン骨格が高すぎる還元力をもつこと、それによって溶媒分子との副反応が優先することが判明した。また、当初設定した多段階反応の一部である大きな構造変化を伴う異性化については単独で実現することができた。特に、一方の異性体のみがもつ双性イオン構造に由来した分極によって、溶媒極性に応答して分子構造が大きく変化する新たな機能を見出すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Polarity-Dependent Isomerization of an Unsymmetrical Overcrowded Ethylene Promoted by Zwitterionic Contribution in the Twisted Isomer (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirao, Yasukazu; Nagamachi, Nobuhiro; Hosoi, Katsuma; Kubo, Takashi
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 13 号: 5 ページ: 510-514
  • DOI: 10.1002/asia.201701805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge-Transfer and Arrangement Effects on Delayed Photoluminescence from Phthalimide Cocrystals (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kita, Jun-ichi Nishida, Shota Nishida, Yasunori Matsui, Hiroshi Ikeda, Yasukazu Hirao, Takeshi Kawase
  • 雑誌名: ChemPhotoChem 巻: 2 号: 1 ページ: 42-52
  • DOI: 10.1002/cptc.201700112
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anthroxyl-based biradical: toward the construction of highly stable multi-spin systems (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasukazu Hirao, Akihito Konishia, Takashi Kubo
  • 雑誌名: Org. Chem. Front. 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 828-838
  • DOI: 10.1039/c7qo00130d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Elucidation of Intramolecular Through‐Space Electronic Communication in Propeller‐Shaped Molecule (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kodama, Yasukazu Hirao, Tomohiko Nishiuch, Takashi Kubo
  • 雑誌名: ChemPlusChem 巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1006-1009
  • DOI: 10.1002/cplu.201700045
  • 査読あり
• [学会発表] π電子供与基によって安定化したTwisted型ビアントロンの物性解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平尾泰一, 長町伸宏
  • 学会等名: 第98春季年会
• [学会発表] アクリジン・アンスラノールカップリング体を用いた光誘起複合反応系の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長町伸宏
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Stabilization of Twisted-Bianthrone Derivatives and Elucidation of the Electronic State (2017)
  • 著者名/発表者名: 平尾泰一, 長町伸宏
  • 学会等名: 17th International Symposium on Novel Aromatics ( ISNA 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Solvent-dependent isomerization and absorption characteristics of the asymmetric bianthrone derivative (2017)
  • 著者名/発表者名: 平尾泰一, 長町伸宏
  • 学会等名: 光化学討論会
• [学会発表] 対称ビアントロン誘導体MeAAの溶媒応答およびその電子状態の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平尾泰一, 長町伸宏
  • 学会等名: 第7回CSJ化学フェスタ2017
• [学会発表] 光誘起プロトン共役電子移動を介したアクリジン・アンスラノール結合体における構造異性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長町伸宏
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ2016
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2016-11-14
• [学会発表] アクリジン・アンスラノールカップリング体における光誘起複合反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長町伸宏
  • 学会等名: 第１０回分子化学討論会
  • 発表場所: 神戸ファッションマート
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Conformational Change of Acridine-Anthranol Coupled Molecule Based on Photo-Induced Proton and Electron Transfer (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiro Nagamachi
  • 学会等名: ICMM2016
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Conformational change of Acr-Ant-OH based on photo-induced PCET (2016)
  • 著者名/発表者名: 長町伸宏
  • 学会等名: 第48回構造裕貴若手の会 夏の学校
  • 発表場所: 白浜荘（滋賀県）
  • 年月日: 2016-08-04
• [学会発表] アクリジン・アンスラノールカップリング体における光誘起プロトン電子移動に基づく構造異性化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長町伸宏
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Photochemical and Electrochemical Properties of Anthranol-Acridine Dyad (2015)
  • 著者名/発表者名: 平尾泰一
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: ホノルル（米国）
  • 年月日: 2015-12-15
• [学会発表] プロトン共役電子移動に基づく機能発現 を指向した分子性材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平尾泰一
  • 学会等名: 九重分子科学セミナー2015
  • 発表場所: 九州地区国立大学九重共同研修所
  • 年月日: 2015-07-24
  • 招待講演