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結晶相転移とプロトン移動互変異性化による結晶色調変化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25410005
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 物理化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

植草 秀裕  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (60242260)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード有機結晶 / X線結晶構造解析 / ベイポクロミズム / 粉末結晶解析 / 単結晶構造解析 / 脱水転移 / 水和転移 / 結晶構造解析 / キノロン系抗生物質 / プロトン転移 / 粉末未知結晶解析 / 結晶構造 / クロミズム / 相転移
研究成果の概要

結晶周囲の環境である湿度や有機蒸気に応じて結晶が相転移し、色調変化を示すベイポクロミズム有機結晶の原理を明らかにし、さらに効率的に色変化を示す有機結晶を設計した。
キノロン系抗生物質ピペミド酸三水和物結晶はアセトニトリル蒸気・水蒸気適用により、結晶相脱水和・水和を起こし、無水和物結晶・三水和物結晶に可逆的に転移する。この際に無色から黄色への色調変化をベイポクロミズムとして示す。粉末未知結晶構造解析法を駆使した結晶構造解析の結果、分子間水素結合の変化を引き金とする分子内プロトン転移が起こり、分子軌道のエネルギーレベルが変化して色調変化を引き起こすメカニズムが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Interconvertible Multiple Photoluminescence Color of a Gold(I) Isocyanide Complex in the Solid State: Solvent-Induced Blue-Shifted and Mechano-Responsive Red-Shifted Photoluminescence2015

    • 著者名/発表者名
      Seki, T.; Ozaki, T.; Ohkura, T.; Asakura, K.; Sakon, A.; Uekusa, H.; Ito, H.
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 6 号: 4 ページ: 2187-2195

    • DOI

      10.1039/c4sc03960b

    • NAID

      120005602514

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure determination from powder X-ray diffraction data of black azo (hydrazone) pigments2015

    • 著者名/発表者名
      J. Otani, M. Matsumura, K. Fujii, H. Uekusa
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 号: 5 ページ: 662-664

    • DOI

      10.1246/cl.150036

    • NAID

      130005067972

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient Protection of Strained Alkynes from Click Reaction via Complexation with Copper2014

    • 著者名/発表者名
      Suguru Yoshida, Yasutomo Hatakeyama, Kohei Johmoto, Hidehiro Uekusa, Takamitsu Hosoya
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 136 号: 39 ページ: 13590-13593

    • DOI

      10.1021/ja507660x

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Water inclusion as a trigger for modulation of anthracene arrangement and fluorescence emission of organic salt2014

    • 著者名/発表者名
      Sugino Misa, Hatanaka Keisuke, Miyano Tetsuya, Hisaki Ichiro, Miyata Mikiji, Sakon Aya, Uekusa Hidehiro, Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 55 号: 3 ページ: 732-736

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.12.005

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absolute Asymmetric Photocyclization of Triisopropylbenzophenone Derivatives in Crystals and Their Morphological Changes2014

    • 著者名/発表者名
      Hideko Koshima, Michitaro Fukano, Naoko Ojima, Kohei Johmoto, Hidehiro Uekusa, M. Shiro
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 79 号: 7 ページ: 3088-3093

    • DOI

      10.1021/jo5000913

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-State Hydration/Dehydration of Erythromycin A Investigated by ab Initio Powder X-ray Diffraction Analysis: Stoichiometric and Nonstoichiometric Dehydrated Hydrate2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, M. Aoki, H. Uekusa
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 13 号: 5 ページ: 2060-2066

    • DOI

      10.1021/cg400121u

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural understanding of solid-state photodimerization reactions of cinnamic amide2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kodama, Kohei Johmoto, Akiko Sekine, Hidehiro Uekusa
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 15 号: 23 ページ: 4667-4675

    • DOI

      10.1039/c3ce40130h

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymorphic and pseudomorphic transformation behavior of acyclovir based on thermodynamics and crystallography.2013

    • 著者名/発表者名
      K. Terada, H. Kurobe, M. Ito, Y. Yoshihashi, E. Yonemochi, K. Fujii, H. Uekusa
    • 雑誌名

      J. Therm. Anal. Calorim.

      巻: 113 号: 3 ページ: 1261-1267

    • DOI

      10.1007/s10973-013-3140-1

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子の動きを視る化学結晶学2013

    • 著者名/発表者名
      植草秀裕
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 67 ページ: 15-17

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] キノロン系抗菌剤を用いた3種類の ベイポクロミック結晶のメカニズム解明2016

    • 著者名/発表者名
      佐近 彩・関根 あき子・植草 秀裕
    • 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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Engineering in Pharmaceutical Solids2016

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Uekusa
    • 学会等名
      International Conference of Pharmacy and Health Science 2016
    • 発表場所
      Ipoh, Maleysia
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of triple vapochromic organic crystals of quinolone antibiotics2015

    • 著者名/発表者名
      Aya Sakon, Akiko Sekine, Hidehiro Uekusa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Macrocyclic Boronic Ester: Porous and Host-Guest Structures Revealed by SDPD2014

    • 著者名/発表者名
      H. Uekusa, K. Fujii, K. Johmoto, Y. Kikuchi, H. Takahagi, K. Ono, N. Iwasawa
    • 学会等名
      23RD CONGRESS AND GENERAL ASSEMBLY OF THE INTERNATIONAL UNION OF CRYSTALLOGRAPHY
    • 発表場所
      モントリオール国際会議場(カナダ)
    • 年月日
      2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydration / Dehydration Phase Transition Mechanism of Pharmaceutical Crystals Revealed by Ab Initio Structure Determination from Powder Diffraction Data2014

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Uekusa, Kotaro Fujii
    • 学会等名
      11th International Workshop on Crystal Growth of Organic Materials
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ベイポクロミズムを示す有機結晶の 結晶溶媒交換転移挙動の解明2014

    • 著者名/発表者名
      佐近彩・関根あき子・植草秀裕
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydration / Dehydration Transformation Mechanism of Pharmaceutical Crystals Revealed by Ab Initio Structure Determination from Powder Diffraction Data2013

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Uekusa, Kotaro Fujii
    • 学会等名
      the 21st International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State
    • 発表場所
      Oxford, UK
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Denydration / hydration Process of Quinolone Antibacterial Agent Crystals Investigated by Ab Initio Structure Determination from Powder Diffraction Data2013

    • 著者名/発表者名
      Aya Sakon, Akiko Sekine, Hidehiro Uekusa
    • 学会等名
      the 21st International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State
    • 発表場所
      Oxford, UK
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] セフィム系抗生物質結晶の脱水・水和転移現象の解明2013

    • 著者名/発表者名
      豊島良祐・関根あき子・植草秀裕
    • 学会等名
      平成25年日本結晶学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 植草研究室ホームページ

    • URL

      http://www.cms.titech.ac.jp/~uekusa/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 植草研究室

    • URL

      http://www.cms.titech.ac.jp/~uekusa/page.php?p=presentation

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 植草研究室ホームページ

    • URL

      http://www.cms.titech.ac.jp/~uekusa/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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