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キラルな多孔性金属錯体がもたらす高輝度円偏光発光と高効率高選択的反応空間

研究課題

研究課題/領域番号 17K14476
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機能物性化学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

酒井 隼人  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (60708486)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードMOF / 有機無機複合体 / アシンメトリー / ホストーゲスト / 円偏光発光 / 励起ダイナミクス制御 / 不斉 / ポルフィリン / 多孔性配位高分子 / 触媒
研究成果の概要

非対称構造は、対称構造では発現しないキラル物性など特異な機能発現ができる。また非対称とすることで、有機分子間での電子カップリングが変化し、物性制御できる。一方、金属元素への有機分子の配位は、有機分子の配置や配向変化を容易にする。本研究は、金属元素への異なる有機分子の配位に伴う非対称型有機無機複合体の合成に伴う新規機能発現を検討した。かさ高い有機配位子に利用し、金属元素へ配位させることで配位子のオーバーラップに伴うらせん化により、円偏光発光発現を達成した。金属ナノ粒子上への配位子を2種類用いることで、各配位子の濃度変化や配位子の配向制御に伴う反応制御に成功した。さらにMOFへの応用展開を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機無機複合体は、有機無機分子の協調による機能発現が期待され研究されている。しかし、多くは有機分子が一種類で対称配置構造が基盤とする複合体である。一方、キラル分子など非対称分子は、非対称環境が起因となる機能物性や反応が多くある。しかし、有機分子だけでは特性に限界があり、機能材料までに至ってない。本研究では、有機分子、無機分子の協調に伴う機能発現や増強および非対称環境という3つの特性の併用による機能物性発現と増強を示した。本研究で示した手法は、従来の機能性材料の特性限界を大きく改善するだけでなく、新規機能発現の基盤技術である。さらに、高機能有機機能性材料の構築に繋がる基礎研究としても意義深い。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 11件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (27件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] タンペレ大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Systematic Control of Structural and Photophysical Properties of π‐Extended Mono‐ and Bis‐BODIPY Derivatives2020

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, H. Sakai, H. Suzuki, J. Kawamata, T. Hasobe
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 26 号: 1 ページ: 316-325

    • DOI

      10.1002/chem.201904282

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      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excimer Formation of Aryl Iodides Chemisorbed on Gold Nanoparticles for the Significant Enhancement of Photoluminescence2020

    • 著者名/発表者名
      P. Maity, K. Sasai R. N. Dhital, H. Sakai T. Hasobe, H. Sakurai
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 11 号: 4 ページ: 1199-1203

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.9b03557

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Controlled Orientations of Neighboring Tetracene Units by Mixed Self-Assembled Monolayers on Gold Nanoclusters for High-Yield and Long-Lived Triplet Excited States through Singlet Fission2019

    • 著者名/発表者名
      T. Saegusa, H. Sakai, H. Nagashima, S. Nakamura, Y. Kobori, N. V. Tkachenko, T. Hasobe
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 141 号: 37 ページ: 14720-14727

    • DOI

      10.1021/jacs.9b06567

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Diprotonated Porphyrin as an Electron Mediator in Photoinduced Electron Transfer in Hydrogen-Bonded Supramolecular Assemblies2019

    • 著者名/発表者名
      W. Suzuki, H. Kotani, T. Ishizuka, M. Kawano, H. Sakai, T. Hasobe, K. Ohkubo, S. Fukuzumi, T. Kojima
    • 雑誌名

      The Journal of the Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 18 ページ: 11529-11538

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b02449

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      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Pentacene-based Nanotube Displaying Enriched Electrochemical and Photochemical Activities2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Kiyonori、Yazaki Kohei、Tanaka Yuya、Akita Munetaka、Sakai Hayato、Hasobe Taku、Tkachenko Nikolai V.、Yoshizawa Michito
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 4 ページ: 1115-1119

    • DOI

      10.1002/anie.201812976

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative Sequential Photoenergy Conversion Process from Singlet Fission to Intermolecular Two-Electron Transfers Utilizing Tetracene Dimer2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Shunta、Sakai Hayato、Nagashima Hiroki、Kobori Yasuhiro、Tkachenko Nikolai V.、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      ACS Energy Letters

      巻: 4 号: 1 ページ: 26-31

    • DOI

      10.1021/acsenergylett.8b01964

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      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Significant Enhancement of Absorption and Luminescence Dissymmetry Factors in the Far-Red Region: A Zinc(II) Homoleptic Helicate Formed by a Pair of Achiral Dipyrromethene Ligands2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Hiroaki、Sakai Hayato、Okayasu Yoshinori、Yuasa Junpei、Mori Tadashi、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 63 ページ: 16889-16894

    • DOI

      10.1002/chem.201804171

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      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High‐Yield Generation of Triplet Excited States by an Efficient Sequential Photoinduced Process from Energy Transfer to Singlet Fission in Pentacene‐Modified CdSe/ZnS Quantum Dots2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hayato、Inaya Ryutaro、Tkachenko Nikolai V.、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 64 ページ: 17062-17071

    • DOI

      10.1002/chem.201803257

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiexciton Dynamics Depending on Intramolecular Orientations in Pentacene Dimers: Recombination and Dissociation of Correlated Triplet Pairs2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hayato、Inaya Ryutaro、Nagashima Hiroki、Nakamura Shunta、Kobori Yasuhiro、Tkachenko Nikolai V.、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 9 号: 12 ページ: 3354-3360

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b01184

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Concentration-dependent photophysical switching in mixed self-assembled monolayers of pentacene and perylenediimide on gold nanoclusters2018

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H. Sakai, Y. Araki, T. Wada, N. V. Tkachenko, T. Hasobe
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 20 号: 13 ページ: 8695-8706

    • DOI

      10.1039/c8cp00174j

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis, Structural and Photophysical Properties of Pentacene Alkanethiolate Monolayer-Protected Gold Nanoclusters and Nanorods: Supramolecular Intercalation and Photoinduced Electron Transfer with C602017

    • 著者名/発表者名
      Kato Daiki、Sakai Hayato、Saegusa Toshiyuki、Tkachenko Nokolai V.、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 16 ページ: 9043-9052

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b01164

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Tetrasilatetrathia[8]circulenes by a Fourfold Intramolecular Dehydrogenative Silylation of C-H Bonds2017

    • 著者名/発表者名
      Yuma Serizawa, Shuhei Akahori, Shohei Kato, Hayato Sakai, Taku Hasobe, Yoshihiro Miyake,* Hiroshi Shinokubo
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 印刷中 号: 29 ページ: 6948-6952

    • DOI

      10.1002/chem.201700729

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of a highly twisted C=C double bond on the electronic structures of 9,9'-bifluorenylidene derivatives in the ground and excited states2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takai, D. J. Freas, T. Suzuki, M. Sugimoto, J. Labuta, R. Haruki, R. Kumai, S.-i. Adachi, H. Sakai, T. Hasobe, Y. Matsushita, M. Takeuchi
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontier

      巻: 4 号: 5 ページ: 650-657

    • DOI

      10.1039/c7qo00125h

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of the electrochemical and photophysical properties of N-substituted benzo[ghi]perylene derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Tokuo Kokichi、Sakai Hayato、Sakanoue Tomo、Takenobu Taishi、Araki Yasuyuki、Wada Takehiko、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 1 号: 11 ページ: 2299-2308

    • DOI

      10.1039/c7qm00301c

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Photodynamics of Tetragermatetrathia[8]circulene2017

    • 著者名/発表者名
      Akahori Shuhei、Sakai Hayato、Hasobe Taku、Shinokubo Hiroshi、Miyake Yoshihiro
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 20 号: 1 ページ: 304-307

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b03764

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inter- and Intramolecular Electron-Transfer Reduction Properties of Coronenediimide Derivatives via Photoinduced Processes2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Motoki、Sakai Hayato、Ohkubo Kei、Fukuzumi Shunichi、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 25 ページ: 13333-13346

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b09817

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 共有結合で連結したヘキサセン二量体の合成と一 重項分裂の観測2019

    • 著者名/発表者名
      中村 俊太・酒井 隼人・Tkachenko Nikolai・羽曾部 卓
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 共有結合を介したテトラセンオリゴマーの合成と光物性評価2019

    • 著者名/発表者名
      中村 俊太・酒井 隼人・Tkachenko Nikolai・羽曾部 卓
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オリゴアセチレン架橋ペンタセン二量体の合成と長距離一 重項分裂の観測2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木悠大・酒井隼人・Nikolai Tkachenko・羽曾部卓
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新規テトラセン二量体の合成・光物性評価と多孔性 配位高錯体への応用展開2019

    • 著者名/発表者名
      酒井 隼人・Tkachenko Nikolai・羽曾部 卓
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 不斉配位子を置換したボロンジピロメテン二量体の合成と分光2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木悠大・酒井隼人・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of Quantitative Intermolecular Two-Electron Transfer Process through Highly Efficient Singlet Fission in Tetracene Dimer2019

    • 著者名/発表者名
      中村俊太・酒井隼人・長嶋宏樹・小堀 康博・Nikolai, TKACHENKO・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 半導体ナノ粒子上にアルカンチオール単分子膜を介して化学修飾したペンタセン二量体の構造および光物性評価2019

    • 著者名/発表者名
      三枝稔幸・酒井隼人・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ペンタセン二量体を基盤とする新規配位高分子の合成と光物性2019

    • 著者名/発表者名
      酒井隼人・TKACHENKO Nikolai・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] キラル連結部位で架橋したボロンジピロメテン二量体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      津田絢斗・酒井隼人・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子ドット表面にアルカンチオール単分子膜を介して化学修 飾したテトラセン誘導体の合成および光物性評価2019

    • 著者名/発表者名
      北野麻奈・酒井隼人・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラセンアルカンチオール修飾金ナノクラスターにおける一重項分裂の制御と反応展開2018

    • 著者名/発表者名
      三枝稔幸・酒井隼人・Nikolai, TKACHENKO・ 羽曾部卓
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アセチレンを架橋部位とするペンタセン二量体の構造評価と一重項分裂への展開2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木悠大・酒井隼人・Nikolai, TKACHENKO・ 羽曾部卓
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アデニンを有する新規ペンタセン誘導体の合成と超分子集合体への展開2018

    • 著者名/発表者名
      廣田知司・酒井隼人・Nikolai, TKACHENKO・ 羽曾部卓
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規ヘキサセン二量体の合成と高効率な一重項分裂の発現2018

    • 著者名/発表者名
      中村俊太・酒井隼人・Nikolai, TKACHENKO・ 羽曾部卓
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 長鎖置換基導入によるペンタセンの形態制御と光物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉野圭祐,酒井隼人,庄子良晃,梶谷孝,福島孝典,姉帯勇人,芥川智行,蒲江,竹延大志,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アセチレン架橋を基盤とするペンタセン集合体の合成と分光特性2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木悠大,酒井隼人,羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ペプチド基を有するペンタセン誘導体の合成と集合体特性2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤槙,酒井隼人,羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラセンアルカンチオール修飾金ナノクラスターの構造制御 と一重項分裂を介した長寿命三重項励起子の生成2018

    • 著者名/発表者名
      三枝稔幸,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ペンタセンダイマー修飾CdSe/ZnS ナノ粒子におけるエネル ギー移動と一重項分裂の逐次的反応進行2018

    • 著者名/発表者名
      稲谷隆太郎,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] クアテリレン二量体の分子内一重項分裂2018

    • 著者名/発表者名
      酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光機能性ヘキサセン誘導体の合成と分光特性2018

    • 著者名/発表者名
      中村俊太,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 含窒素リレン誘導体の合成および励起ダイナミクス評価2018

    • 著者名/発表者名
      廣野明津,酒井隼人, 羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラセン二量体の Singlet Fissionにおける配向とTriplet Pairの相関2017

    • 著者名/発表者名
      中村俊太,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラセンアルカンチオール修飾金ナノ粒子の色素間配向制御による長寿命励起 三重項状態の生成2017

    • 著者名/発表者名
      三枝稔幸,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロンジピロメテン骨格を有する螺旋状分子の合成と光物性2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤広朗,酒井隼人,羽曾部卓
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アザペリレン誘導体の光物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      廣野明津,酒井隼人, 坂上知, 竹延大志, 羽曾部卓
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 親水性置換基を有するペンタセン誘導体の合成と分光特性2017

    • 著者名/発表者名
      吉野圭祐,酒井隼人,羽曾部卓
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Nikolai_Tkachenko

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-12-28  

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