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双安定状態をもつ分子による単一分子水素結合型集合体のプロトン移動と分子演算能

研究課題

研究課題/領域番号 17510087
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造科学
研究機関九州大学

研究代表者

五島 健太  九州大学, 先導物質化学研究所, 助手 (30380538)

研究分担者 新名主 輝男  九州大学, 先導物質科学研究所, 教授 (90037292)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワードメロシアニン / 水素結合 / 励起子相互作用 / クラスター / 自己組織化 / プロトン移動
研究概要

炭素-炭素単結合と二重結合の繰り返し構造からなるポリインの両末端に電子供与基,電子吸引基を導入したプッシュープル型化合物の中で,特に電子供与基にアミノ基,電子吸引基にカルボニル基を有する場合,ポリメチンメロシアンと呼ばれる.共鳴理論によれば,メロシアニンは中性構造と電荷分離構造との寄与から成り,両者のクーロンポテンシャルの差が物理的性質を決める.本研究は4-アミノ-6-オキソピリミジンが上述のメロシアニンの構造を有し,加えて,水素結合供与,受容部位を含む事から,標題の分子演算能を指向し,会合体における光学物性および分子配列についての結晶学的研究を行った.
先ず,母体骨格である4-アミノ-6-オキソピリミジンの光学物性では,エタノール中280nm付近のπ-π^*遷移が,会合体では360nmに赤色シフトし,種々の溶媒での吸収スペクトル,半経験的計算化学を用いた考察から,観測した吸収帯は,J型の励起子帯である事が明らかになった.この分子は,単分子では無蛍光性であるが,励起子帯に光照射すると400nmで発光し,量子収率は0.1で発光寿命は2ns,及び5nsであった.その集合構造は,自己相補的な水素結合で形成された無限遠一次元鎖構造とそれらがπ-πスッタクした構造で,何れかあるいはその両者が励起子生成に関与していると示唆され,会合体でのJ型励起子生成を明らかにした[研究業績1].
次に,幾つかのアルキルアミノ誘導体の結晶構造を明らかにした.特に4-メチルアミノ-6-オキソピリミジンは直線状の一次元配列をすることから,メチル基由来の疎水性部位とカルボニル酸素の親水性部位が交互に並んだ場を与えるため,水分子が位置特異的に水素結合した擬平面・イス型六員環からなる新規二次元水を形成することが分かった[研究業績2].

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] J-type aggregation of a simple merocyanine skeleton:Spectral features and structure of 4-amino-6-oxopyrimidine2008

    • 著者名/発表者名
      Kenta Goto, Rieko Omae, Minoru Yamaji, Teruo Shinmyozu
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry P94

      ページ: 92-96

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] J-type aggregation of a simple merocyanine skeleton : Spectral features and structure of 4-amino-6-oxopyrimidine2008

    • 著者名/発表者名
      K. Goto, R. Omae, M. Yamaji, T. Shinmyozu
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 194

      ページ: 92-98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Regulated Formation of 2D Water Layers with Alternating SiX-membered Quasi-planar and Chair Cluster Units by 1D Supramolecular Chain2007

    • 著者名/発表者名
      Kenta Goto and Teruo Shinmyozu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36

      ページ: 1100-1101

    • NAID

      10019845434

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Regulated Formation of 2D Water Layers with Alternating Six-membered Quasi-planar and Chair Cluster Units by 1D Supramolecular Chain2007

    • 著者名/発表者名
      K. Goto, T. Shinmyozu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36

      ページ: 1100-1101

    • NAID

      10019845434

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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