機械的刺激ドープによる金錯体の発光色制御

• 研究課題/領域番号: 26810042
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 関 朋宏 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50638187)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: メカノクロミズム / 発光 / 結晶 / 金錯体 / 結晶多形 / 原子間力顕微鏡 / 相転移 / 単結晶 / X線回折

研究成果の概要

置換基を体系的に変化させた前駆体を複数用意し、これらのカップリング反応によって48種もの金イソシアニド錯体を合成した。これらの錯体のうち、28種の金錯体がメカノクロミズムを示し、青から橙色の多様な発光色を示した。また、このうちの一つの金錯体が「結晶－結晶相転移」に伴うメカノクロミズムを示すことを見出した。一般的なメカノクロミック分子はほとんどの場合「結晶－アモルファス相転移」に基づいて起こるため価値ある発見である。本研究によって特異なメカノクロミック分子を合成するための分子設計指針に確立につながると考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanochromic Luminescence Based on Crystal-to-Crystal Transformation Mediated by a Transient Amorphous State (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai, Tomohiro Seki, Hiroaki Aonuma, Kohsuke Kawaguchi, Takashi Karatsu, Takuma Okura, Aya Sakon, Hidehiro Uekusa, Hajime Ito
  • 雑誌名: Chem. Mater. 巻: 28 号: 1 ページ: 234-241
  • DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b03932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular-Level Understanding of Structure Changes of Organic Crystals Induced by Macroscopic Mechanical Stimulation (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Seki, H. Ito
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 13 ページ: 4322-4329
  • DOI: 10.1002/chem.201504361
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detailed Investigation of the Structural, Thermal, and Electronic Properties of Gold Isocyanide Complexes with Mechano-Triggered Single Crystal to Single Crystal Phase Transitions (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Seki, K. Sakurada, M. Muromoto, S. Seki, H. Ito
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 6 ページ: 1968-1978
  • DOI: 10.1002/chem.201503721
  • NAID: 120005955457
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanical Path to a Photogenerated Structure: Ball Milling-Induced Phase Transition of a Gold(I) Complex (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Sakurada, T. Seki, H. Ito
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: （未定） 号: 38 ページ: 7217-7220
  • DOI: 10.1039/c5ce02565f
  • NAID: 120006352200
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hyper-Stable Organo-EuIII Luminophore at 400 °C for Photo-Industrial Application (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Nakajima, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, T. Seki, H. Ito, K. Fushimi, Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 24458-24458
  • DOI: 10.1038/srep24458
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Screening Approach for the Discovery of Mechanochromic Gold(I) Isocyanide Complexes with Crystal-to-Crystal Phase Transitions (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Seki, Y. Takamatsu, H. Ito
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: （未定） 号: 19 ページ: 6252-6260
  • DOI: 10.1021/jacs.6b02409
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mismatched Changes of the Photoluminescence and Crystalline Structure of a Mechanochromic Gold(I) Isocyanide Complex (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Seki, K. Sakurada, H. Ito
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 73 ページ: 13933-13936
  • DOI: 10.1039/c5cc04609b
  • NAID: 120005906853
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photoinduced Single-Crystal-to-Single-Crystal Phase Transition and Photosalient Effect of a Gold(I) Isocyanide Complex with Shortening Intermolecular Aurophilic Bonds (2015)
  • 著者名/発表者名: Seki, T.; Sakurada, K.; Muromoto, M.; Ito, H.
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 6 号: 2 ページ: 1491-1497
  • DOI: 10.1039/c4sc02676d
  • NAID: 120005553698
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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 Photoluminescence (2015)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Perylene Bisimide Organogelator for Chlorinated Solvents (2014)
  • 著者名/発表者名: X. Lin, M. Hirono, H. Kurata, T. Seki, Y. Maruya, K. Nakayama, S. Yagai
  • 雑誌名: Asian Journal of Organic Chemistry 巻: 3 号: 2 ページ: 128-132
  • DOI: 10.1002/ajoc.201300252
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nature Communications (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai, Satoru Okamura, Yujiro Nakano, Mitsuaki Yamauchi, Keiki Kishikawa, Takashi Karatsu, Akihide Kitamura, Akira Ueno, Daiki Kuzuhara, Hiroko Yamada, Tomonori Seki, Hajime Ito
  • 雑誌名: Design Amphiphilic Dipolar Systems for Stimuli-Responsive Luminescent Materials Using Metastable States 巻: 5 号: 1 ページ: 4013-4013
  • DOI: 10.1038/ncomms5013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancement of Optical Faraday Effect of Nonanuclear Tb(III) Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 53 号: 14 ページ: 7635-7641
  • DOI: 10.1021/ic5009363
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 金原子間相互作用の切り替わりによって駆動する新規刺激応答性材料：金イソシアニド錯体の単結晶―単結晶相転移 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関 朋宏
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 新奇刺激応答性を示す金イソシアニド錯体の発光特性と機械的応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関 朋宏
  • 学会等名: 情報科学用有機材料第142委員会「インテリジェント有機材料部会 第125回研究会」
  • 発表場所: 東京理科大学森戸記念館（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-01-26
  • 招待講演
• [学会発表] Photosalient Effect of Gold(I) Complex through Strengthening Metallophilic Interactions (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Seki; Kenta Sakurada; Hajime Ito
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
  • 発表場所: Honolulu (Hawaii)、米国
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Phototriggered Contraction of Metallophilic Interactions Capable of Phase Transition between Single Crystals (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Seki
  • 学会等名: Third International Symposium on the Photofunctional Chemistry of Complex Systems (3rd ISPCCS)
  • 発表場所: Maui (Hawaii)、米国
  • 年月日: 2015-12-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 11種類の溶媒和単結晶の形成に基づく金イソシアニド錯体のチューナブル発光 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関朋宏・陳旻究・伊藤肇
  • 学会等名: 第25回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜波止場会館（横浜市）
  • 年月日: 2015-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] 機械的刺激による単結晶－単結晶相転移前後の面指数の決定と分子の再配列に関する考察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関朋宏・伊藤肇
  • 学会等名: 第24回有機結晶シンポジウム
  • 発表場所: 広島大学（広島市）
  • 年月日: 2015-11-02
• [学会発表] 異種単結晶間の相転移を伴う発光性メカノクロミズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 関 朋宏
  • 学会等名: 連携型博士研究人材総合育成システムシンポジウム2015
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2015-10-08
• [学会発表] 機械的刺激をトリガーとした単結晶－単結晶相転移と発光特性のスイッチング (2015)
  • 著者名/発表者名: 関 朋宏
  • 学会等名: 第 9回 次世代先端光科学研究会
  • 発表場所: 静岡大学（静岡市）
  • 年月日: 2015-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] 金原子間相互作用の増強に誘起された金イソシアニド錯体の光相転移とPhotosalient効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関朋宏・伊藤肇
  • 学会等名: 2015年光化学討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学（大阪市）
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] 金原子間相互作用の増強を利用した光誘起結晶相転移 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関 朋宏
  • 学会等名: 若手研究者のフォトニクス材料研究会2015
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2015-08-25
  • 招待講演
• [学会発表] Mechano- and Phototriggered Switching of Solid State Structures and Emissions of Gold(I) Isocyanide Complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Seki; Hajime Ito
  • 学会等名: Eleventh International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments (SNCPP15)
  • 発表場所: 立命館大学（京都市）
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 金イソシアニド錯体のマルチカラーメカノクロミズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 関朋宏・尾崎太一・大倉拓真・佐近彩・植草秀裕・伊藤肇
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学（千葉）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] 多色発光性のメカノクロミズムを示す金イソシアニド錯体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関朋宏
  • 学会等名: 2014 年度錯体化学若手の会北海道支部第3 回勉強会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] 光照射による金原子間相互作用の増強に誘起された金イソシアニド錯体の単結晶－単結晶相転移 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関朋宏・櫻田健太・伊藤肇
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] 固体4色発光を切り替え可能な金イソシアニド錯体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関朋宏・尾崎太一・大倉拓真・佐近彩・植草秀裕・伊藤肇
  • 学会等名: 第23回有機結晶シンポジウム
  • 発表場所: 東邦大学（千葉）
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] Photoinduced Single-Crystal-to-Single-Crystal Phase Transition of Gold(I) Isocyanide Complex with Shortening Intermolecular Aurophilic Bonds (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Seki; Kenta Sakurada; Hajime Ito
  • 学会等名: XXVI International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
  • 発表場所: ロイトンホテル札幌（北海道）
  • 年月日: 2014-07-15
• [学会発表] Static and Dynamic Controls of Polymorphic Luminescent Gold(I) Isocyanide Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Seki; Kenta Sakurada; Muromoto Mai; Hajime Ito
  • 学会等名: 3rd FCC International Symposium
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-06-14
  • 招待講演
• [備考] 有機元素化学研究室HP
  • URL: http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/organoelement/
• [備考] 伊藤研究室HP
  • URL: http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/organoelement/
• [備考] 化学と工業 2015年3月号のP254－255 ”熱や光によって「ジャンプ」する有機結晶”
  • URL: http://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/handle/2115/58149
• [備考] Chem. Sci. 2015, 6, 2187-2195.
  • URL: http://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/handle/2115/58559
• [備考] Chem. Sci. 2015, 6, 1491-1497.
  • URL: http://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/handle/2115/58049