弱く結合する分子間錯体の集合状態を知る磁気プローブの確立

• 研究課題/領域番号: 25410013
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 加藤 立久 京都大学, 国際高等教育院, 教授 (80175702)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 内包フラーレン / 電子スピン共鳴分光 / 分子錯体 / 分子磁性 / 酸素分子 / 基底三重項状態 / ESR測定 / 多孔性結晶 / ラジカル / 単結晶解析 / 窒素プラズマ照射 / 異種原子内包フラーレン / Cycloparaphenylene / ラジカルカチオン / ENDOR測定 / スピン密度の非局在化 / 分子内運動 / 超微細構造

研究成果の概要

研究題目である「弱く結合する分子間錯体の集合状態を知る磁気プローブの確立」に関する研究の実績として，大きく3項目の研究成果が得られた．N@C60分子と容易に分子錯体を形成するCycloparaphenylene (CPP) ホスト分子について，ラジカルカチオン種の電子スピン共鳴（ESR）測定・電子スピン核スピン二重共鳴（ENDOR）測定で磁気的特性を明らかにした．単結晶中にトラップされたゲスト・ラジカル分子について，X-線回折測定とESR測定の同時測定に成功した．酸素内包フラーレンO2@openC60の基底三重項状態のESR測定に成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Rational syntheses of helical pai-conjugated oligopyrrins with a bipyrrole linkage: geometry control of bis-copper(II) coordination (2016)
  • 著者名/発表者名: Kai Zhang, Mathew Savage, Xin Li, Yu Jiang, Masatoshi Ishida, Koki Mitsuno, Satoru Karasawa, Tatsuhisa Kato, Weihua Zhu, Sihai Yang, Hiroyuki Furuta and Yongshu Xie
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 52 号: 29 ページ: 5148-5151
  • DOI: 10.1039/c6cc00707d
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Direct C-H bond activation of ethers and successive C-C bond formation with benzene by a bifunctional palladium-titania photocatalyst (2016)
  • 著者名/発表者名: Tyagi, A., Matsumoto, T., Kato, T., Yoshida, H
  • 雑誌名: Catal. Sci. Technol. 巻: 6 号: 12 ページ: 4577-4583
  • DOI: 10.1039/c5cy02290h
  • NAID: 120006826647
  • 査読あり
• [雑誌論文] 22.Electrochemical reduction of cationic Li+@C60 to neutral Li+@C60•–: isolation and characterisation of endohedral [60]fulleride (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ueno, Shibobu Aoyagi, Yu Yamazaki, Kei Ohkubo, Naohiko Ikuma, Hiroshi Okada, T. Kato, Yutaka Matsuo, Shunichi Fukuzumi, and Ken Kokubo
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 7 号: 9 ページ: 5770-5774
  • DOI: 10.1039/c6sc01209d
  • 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] Crystallographic Evidence for Direct Metal-Metal Bonding in a Stable Open-Shell La2@Ih-C80 Derivative (2016)
  • 著者名/発表者名: Bao, L., Chen, M., Pan, C., Yamaguchi, T., Kato, T., Olmstead, M. M., Balch, A. L., Akasaka, T., Lu, X.
  • 雑誌名: Angewandte Chemie Internatinal Edition 巻: 55 号: 13 ページ: 4242-4246
  • DOI: 10.1002/anie.201511930
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 9,10-Diaminoanthracenes Revisited: The Influence of N-Substituents on Their Electronic States (2016)
  • 著者名/発表者名: Uebe, M.; Kato, T.; Tanaka, K.; Ito, A.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 52 ページ: 18923-18931
  • DOI: 10.1002/chem.201602490
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Assembly of Multi-Phthalocyanines on a Porphyrin Template via Fourfold Rotaxane Formation (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamada, S. Akine, K. Sugimoto, and K. Tanaka,
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 35 ページ: 12371-12380
  • DOI: 10.1002/chem.201601768
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of [n]CPP (n = 5, 6, 8, 10, and 12) Radical Cation and Dications: Size-Dependent Absorption, Spin, and Charge Delocalization (2016)
  • 著者名/発表者名: Eiichi Kalahari, Takahiko Kouyama, Tatsuhisa Kato, Shigeru Yamago
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 138 号: 1 ページ: 338-344
  • DOI: 10.1021/jacs.5b10855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable π-Radical from a Contracted Doubly N-Confused Hexaphyrin by Bis-Palladium Metallation (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hisamune, K. Nishimura, K. Isakari, M. Ishida, S. Mori, Satoru. Karasawa, T. Kato, Sangsu L., D.Kim, and H. Furuta,
  • 雑誌名: Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 巻: 54 号: 25 ページ: 7323-7327
  • DOI: 10.1002/anie.201502285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hiding and Recovering Electrons in a Dimetallic Endohedral Fullerene : Air-Stable Products from Radical Additions (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, H. Kurihara, M. Suzuki, M. Saito, Z. Slanina, F. Uhlik, T. Aizawa, T. Kato, M.M. Olmstead, A.L. Balch, Y. Maeda, S. Nagase, X. Lu, and T. Akasaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 1 ページ: 232-238
  • DOI: 10.1021/ja509956y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hysteretic vapour response of a heterodinuclear platinum(II)-copper(II) complex derived from the dimer-of-dimer motif and the guest-absorbing site (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ohba, A. Kobayashi, H.-C. Chang, T. Kouyama, T. Kato, and M. Kato
  • 雑誌名: Dalton. Trans 巻: 43 号: 20 ページ: 7514-7521
  • DOI: 10.1039/c4dt00316k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial Charge Transfer in the Shortest Possible Metallofullerene Peapod, La@C_<82>・[11]Cycloparaphenylene (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Iwamoto, Z. Slanina, N. Mizorogi, J.-D. Guo, T. Akasaka, S. Nagase, H. Takaya, N. Yasuda, T. Kato, and S. Yamagao
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 20 号: 44 ページ: 14403-14409
  • DOI: 10.1002/chem.201403879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudo Jahn-Teller Origin of Distortion in [6]Cycloparaphenylene (2014)
  • 著者名/発表者名: uichiro Kameoka Tohru Sato Takahiko Kouyama Kazuyoshi Tanaka Tatsuhisa Kato
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 598 ページ: 69-74
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2014.02.060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and Characterization of Cycloparaphenylene Radical Cation and Dication (2013)
  • 著者名/発表者名: Kayahara E., Kouyama T., Kato T., Takaya H., Yasuda N., Yamago S.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed.(Highlighted in Editor's Choice, Science 2013, 342, 1147) 巻: 52 号: 51 ページ: 13722-13726
  • DOI: 10.1002/anie.201306881
  • 査読あり
• [学会発表] Conclusive Characterization of Li@C60 by X-ray Structure Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ueno，Shinobu Aoyagi，Nohiko Ikuma，Hiroshi Okada，Kei Ohkubo，Tatsuhisa Kato，Shunichi Fukuzumi, Yutaka Matsuo, Ken Kokubo
  • 学会等名: 第52回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター
  • 年月日: 2017-02-28
• [学会発表] openC60の中の酸素分子の三重項状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤梓，二子石師，村田靖次郞，加藤立久
  • 学会等名: 第51回フラーレン・ナノテューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 北海道立道民活動センターかでる2・7
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Gd, Y金属が2個内包されたフラーレン類のESRスペクトル (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口貴久，中鳥なつみ，三谷拓示，菊地耕一，兒玉健，古川貢，加藤立久
  • 学会等名: 第50回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター（東京都・文京区）
  • 年月日: 2016-02-19
• [学会発表] openC60の中に内包された酸素分子のESR測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤梓，二子石師，村田靖次郞，加藤立久
  • 学会等名: 第50回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター（東京都・文京区）
  • 年月日: 2016-02-19
• [学会発表] Gd, Y金属が2個内包されたフラーレン類のESR測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口貴久，中鳥なつみ，三谷拓示，菊地耕一，兒玉健，古川貢，加藤立久
  • 学会等名: 第54回電子スピンサイエンス学会年会SEST2015
  • 発表場所: 朱鷺メッセ・新潟コンベンションセンター（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2015-11-02
• [学会発表] New Method for obtaining Highly Resolved ESR spectrum of Aligned Radical (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村仁哉，加藤立久
  • 学会等名: Joint Conference of 9th Asian-Pacific EPR/ESR Society Symposium, 1st International EPR(ESR) Society Symposium, and 53rd SEST Annual Meeting
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-16
• [学会発表] [6]シクロパラフェニレンカチオンラジカルのスピン密度符号の動的な交替 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤立久, 香山貴彦，亀岡優一郞，茅原栄一，山子茂，佐藤徹，田中一義
  • 学会等名: 第4７回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学, 名古屋市
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] Molecular Structure of [n]Cycloparaphenylene Radical Cation (2014)
  • 著者名/発表者名: 香山貴彦，加藤立久, 茅原栄一，山子茂
  • 学会等名: XXIInd International Symposium on the Jahn-Teller Effect
  • 発表場所: Graz, Austria
  • 年月日: 2014-08-18 – 2014-08-22
• [学会発表] シクロパラフェニレンカチオンラジカルの超微細構造定数の決定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 香山貴彦，茅原栄一，山子茂，加藤立久
  • 学会等名: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学, 豊中
• [学会発表] ESR and ENDOR Spectra of [8]Cycloparaphenylene Radical Cation (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤立久，香山貴彦，茅原栄一，山子茂
  • 学会等名: The Senventh Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場，淡路
• [学会発表] Determination of Hyperfine Coupling Constants of [6]Cycloparaphenylene Radical Cation (2013)
  • 著者名/発表者名: 香山貴彦，茅原栄一，山子茂，加藤立久
  • 学会等名: The Senventh Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場，淡路