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金属クラスターと芳香族ユニットの間に働く引力相互作用の学理解明と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18H01987
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

小西 克明  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (80234798)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードクラスター / 芳香族 / π電子 / 電子的相互作用 / 金属クラスター / 相互作用 / 金 / π電子系
研究成果の概要

本研究では、芳香族架橋ジホスフィンで配位保護されたcore+exo型のAu6クラスターを数種類合成し、各種分光スペクトルを用いて、芳香族C-Hと金骨格の間に形成されるAu-H相互作用、金骨格と芳香族π電子系の間にはたらく引力的相互作用の評価を行った。その結果、芳香族π系が吸収スペクトル挙動、安定性に影響することが示され、近接する芳香族π電子系が空間を通してAu骨格と電子的に相互作用する可能性が示唆された。さらに、本クラスターが示す独特の反応性を見出し、新規なクラスター種を効率的に取得する新手法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

数個から数十個の金属原子が集まった金属クラスター化合物は、分子より一回り大きいサイズ領域に位置するナノ物質の一つであり、化学センサーや触媒などへの機能化の鍵となる物質候補として期待されている。こうした機能の開拓には、金属骨格と有機物との相互作用の理解が必須であるが現状では未解明な部分が多い。本研究は、金属骨格と芳香族π電子系の間にはたらく相互作用を基礎的見地から調査し、実際にそうした相互作用が存在することを支持する結果を得た。こうした弱い相互作用を包括的に理解、活用することで、戦略的な材料開発が可能になると期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 12件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Photoluminescence Properties of [Core+exo]-Type Au6 Clusters: Insights into the Effect of Ligand Environments on the Excitation Dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Shichibu, M. Zhang, T. Iwasa, Y. Ono, T. Taketsugu, S. Omagari, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, K. Konishi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 11 ページ: 6934-6939

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b01810

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unusual Attractive Au-π Interactions in Small Diacetylene-Modified Gold Clusters2019

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Mitsuhiro、Shichibu Yukatsu、Konishi Katsuaki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 8 ページ: 2443-2447

    • DOI

      10.1002/anie.201814359

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Inherently Chiral Au24 Framework with Double-Helical Hexagold Strands2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuho Sugiuchi, Yukatsu Shichibu, Katsuaki Konishi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 26 ページ: 7855-7859

    • DOI

      10.1002/anie.201804087

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphine-Ligated Gold Clusters with Core+exo Geometries: Unique Properties and Interactions at the Ligand?Cluster Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Konishi Katsuaki、Iwasaki Mitsuhiro、Shichibu Yukatsu
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 51 号: 12 ページ: 3125-3133

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.8b00477

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cu二核錯体でキャップされたサブナノAuクラスターの合成と特性2022

    • 著者名/発表者名
      山田 和輝・板倉 寛・七分 勇勝・小西 克明
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会 (2022)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ligand-protected gold clusters: From molecules to assemblies2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Konishi
    • 学会等名
      Indo & Japan Virtual Workshop on Cluster Science by Interdisciplinary Approach: Emerging Materials and Phenomena
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 異種金属を導入したジホスフィン保護金クラスターの合成と特性2021

    • 著者名/発表者名
      山田 和輝 ・板倉 寛・七分 勇勝・小西 克明
    • 学会等名
      錯体化学会第71回討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Subnano Gold Clusters Protected by Substituted-phenylene-bridged Diphosphines2020

    • 著者名/発表者名
      Ruan, Linxiao., Wang, Shipeng., Iwasaki, Mitsuhiro., Shichibu, Yukatsu., Konishi, Katsuaki.
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Au6 Clusters Protected by Substituted-phenylene-bridged Diphosphines2020

    • 著者名/発表者名
      Ruan, Linxiao., Saito, Yuki., Wang, Shipeng., Iwasaki, Mitsuhiro., Shichibu, Yukatsu., Konishi, Katsuaki,
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Interactions at the organic-inorganic interface of ligand-coordinated molecular gold clusters2019

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      EMN Amsterdam Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 架橋部にピリジル基を導入したジホスフィン配位子保護Auクラスターの合成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      板倉寛、岩崎光紘、七分勇勝、小西克明
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2018年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tiny Gold Clusters beyond Nano: Unique Structures and Properties2019

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      International Conference on ADVANCES IN CATALYSIS: INDUSTRIAL OUT
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] COORDINATED GOLD CLUSTERS IN THE SUBNANOMETER REGIME2019

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      15th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ピリジン架橋型ジホスフィン保護サブナノ金クラスターの合成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      板倉寛、岩崎光紘、七分勇勝、小西克明
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cluster Aggregation Events Causing Optical Perturbations2019

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      6th International Symposium on Monolayer Protected Clusters
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Coordinated Subnano Gold Clusters: From Molecules to Assemblies2019

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      The 76th Fujihara Seminar International Workshop on Designer Nanocluster Materials; From Gas Phase to Condensed Phase
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Subnanometer gold clusters with unique structures and properties2019

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      1th International Symposium on Nano & Supramolecular Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phosphine-ligated Gold Clusters Revisited: Unique Chemistry at the Ligand-Cluster Interface2019

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      7th Asian Conference On Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェニレン架橋サブナノ金クラスターの Au-H 水素結合特性2019

    • 著者名/発表者名
      王世鵬、岩崎光紘、七分勇勝、小西克明
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optical properties and ligand environments of diphosphine-ligated gold clusters2019

    • 著者名/発表者名
      七分勇勝、小川悠里、杉内瑞穂、小西克明
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ピリジン架橋されたジホスフィン保護 Au クラスターの合成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      板倉寛、岩崎光紘、七分勇勝、小西克明
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Unique Au-H interaction in diphosphine-protected gold clusters2019

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki, Mitsuhiro., Wang, Shipeng., Shichibu, Yukatsu., Konishi, Katsuaki.
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Gold Clusters beyond Nano: Diverse Structures and Unique Properties2018

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      Asian Symposium on Nanoscience and Nanotechnology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ジインと金クラスターの間での非結合性相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      岩崎光紘・七分勇勝・小西克明
    • 学会等名
      ナノ学会第16回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Supramolecular chemistry of small gold clusters. Unusual aggregation-induced optical responses2018

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      10th International Symposium on Nano and Supramolecular Chemistry 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金ナノクラスターの配位子環境と光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      七分勇勝、小川悠里・杉内 瑞穂、小西克明
    • 学会等名
      第30回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Au-H hydrogen bonds in ligand-coordinated gold clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Konishi, Katsuaki., Bakar, M. Abu., Shichibu, Yukatsu.
    • 学会等名
      Gold 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Au-H hydrogen bonds in diphosphine-coordinated gold clusters2018

    • 著者名/発表者名
      小西克明
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Geometries and Optical Properties of Magic-Number Icosahedral Au13 Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      七分勇勝、小西克明
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perturbation effects of non-bonding interactions in coordinated Au8 cluster2018

    • 著者名/発表者名
      岩崎光紘、七分勇勝、小西克明
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen bonding interaction in phosphine-ligated small gold clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Wang, Shipeng., Iwasaki, Mitsuhiro., Shichibu, Yukatsu., Konishi, Katsuaki.
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ligand-protected clusters beyond nano: From molecules to assemblies2018

    • 著者名/発表者名
      Konishi, Katsuaki.
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ジイン修飾金クラスターでの特異なAu-π相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      岩崎光紘、七分勇勝、小西克明
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジホスフィン配位金クラスターの配位子環境と光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      七分勇勝、小川悠里、杉内瑞穂、小西克明
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Subnanometer gold clusters: How different form nano?2018

    • 著者名/発表者名
      Konishi, Katsuaki.
    • 学会等名
      The China-Japan-Singapore Symposium on Metal Nanoclusters and Biomaterials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Attractive Interactions at the Metal-Ligand Interface of Coordinated Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Konishi, Katsuaki.
    • 学会等名
      2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perturbation effect of π-conjugation system through non-bonding interaction in small gold clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki, Mitsuhiro., Shichibu, Yukatsu., Konishi, Katsuaki.
    • 学会等名
      2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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