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固相合成法を用いた強発光性銅錯体の成膜プロセスにおけるその場合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19086
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

小林 厚志  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50437753)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード発光性 / 固相反応 / 銅錯体 / グリーンケミストリー / 配位高分子 / 強発光性 / 金属錯体 / 固相合成 / 発光 / 強発光 / 銅(I)錯体 / 有機EL / 薄膜化
研究成果の概要

安価で豊富な資源量を背景に発光性銅(I)錯体は、発光性貴金属錯体を代替する材料として注目を集めている。しかし、溶液状態の不安定さが実用化に向けた大きな障害となっていた。本研究では、この問題を回避する新手法として、不安定な溶液状態を経ずに合成可能な新規固相合成法を開発した。
具体的には全工程を無溶媒条件で進行させるべく、発光性銅(I)錯体の固相加熱合成を検討し、配位子の融点を超える温度で焼成することで、錯形成反応を促進しつつ余剰の配位子を取り除き、定量的に合成可能なことを見出した。熱耐久性に優れた配位高分子系であれば、従来の溶液反応により合成したものに劣らない発光特性を示すことも確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した強発光性銅(I)錯体の固相加熱合成法は、環境負荷の大きな有機溶媒を使用せず、短時間・高収率・高純度に合成可能な新手法であり、これまで幅広く利用されてきた有機溶媒中における錯形成反応を置き換える可能性を秘めたものである。
機能性金属錯体の実用化に向けた障害の一つに、有機溶媒の大量使用による高コストな合成プロセスが挙げられ、本手法はこれを打開する有効な低コスト手法になり得る。さらに溶液状態では不安定な化合物でも本手法であれば合成できる可能性もあり、今後のさらなる開発が強く望まれる研究シーズを見出したと考えている。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Quantitative Solvent-Free Thermal Synthesis of Luminescent Cu(I) Coordination Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Fujii Momoko、Shigeta Yasuhiro、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 7 ページ: 4456-4464

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b03641

    • 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
  • [雑誌論文] 強発光性銅(I)錯体のメカノケミカル合成法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小林 厚志
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 50 ページ: 87-96

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent-Free Thermal Synthesis of Luminescent Dinuclear Cu(I) Complexes with Triarylphosphines2018

    • 著者名/発表者名
      Liang Panyi、Kobayashi Atsushi、Sameera W. M. C.、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 10 ページ: 5929-5938

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b00439

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanochromic Switching between Delayed Fluorescence and Phosphorescence of Luminescent Coordination Polymers Composed of Dinuclear Copper(I) Iodide Rhombic Cores2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Yoshida Yuya、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 55 ページ: 14750-14759

    • DOI

      10.1002/chem.201802532

    • NAID

      120006727596

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 菱形M2I2コア構造を有する配位高分子の無溶媒加熱合成と発光特性2020

    • 著者名/発表者名
      江原 智香・小林 厚志・吉田 将己・加藤 昌子
    • 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] 強発光性Cu(I)配位高分子の完全無溶媒合成2019

    • 著者名/発表者名
      藤井 桃子・重田 泰宏・吉田 将己・小林 厚志・加藤 昌子
    • 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
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スピンコート法による強発光性銅(I)錯体を用いた薄膜の作製と蒸気応答性2019

    • 著者名/発表者名
      近藤 早瑛・吉田 将己・小林 厚志・加藤 昌子
    • 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
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スピンコート法による強発光性銅(I)錯体を用いた薄膜の作製と蒸気応答性2019

    • 著者名/発表者名
      近藤 早瑛・吉田 将己・小林 厚志・加藤 昌子
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Grinding and Thermal Syntheses of Luminescent Copper(I) Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kobayashi
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Soft Crystals
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 刺激に応答する錯体を追いかけて2019

    • 著者名/発表者名
      小林 厚志
    • 学会等名
      錯体化学若手研究会「錯体化学若手の会夏の学校2019」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 発光性Cu(I)配位高分子の完全無溶媒合成法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小林 厚志・藤井 桃子・重田 泰宏・吉田 将己・加藤 昌子
    • 学会等名
      第31回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 強発光性Cu(I)配位高分子の無溶媒加熱合成2019

    • 著者名/発表者名
      江原 智香・小林 厚志・吉田 将己・加藤 昌子
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジホスフィンキレート配位子を有する強発光性単核Cu(I)-ハライド錯体の蒸気応答性2019

    • 著者名/発表者名
      近藤 早瑛・吉田 将己・小林 厚志・加藤 昌子
    • 学会等名
      錯体化学若手の会北海道地区第8回勉強会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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