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最小エネルギー円錐交差構造へのアクセス制御を導くπ造形による光機能の創出

公募研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 17H05145
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

小西 玄一  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20324246)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード凝集誘起発光色素 / パイ造形科学 / 蛍光 / 量子化学 / π造形 / 凝集誘起発光 / 円錐交差 / 固体発光 / π電子系 / 光機能
研究実績の概要

最近我々は、外部環境(粘度や極性)や機械的な刺激によりπ電子系分子の励起状態における最小円錐交差(MECI)構造へのアクセスを制御し、それにより発光性(on-off機能)を操作できる系を発見した。従来の結合軸の回転による内部変換過程の制御とは全く異なり、基盤となるπ平面そのものが折れるという構造変化が鍵である。機能の観点からは分子ローターやAIEの新しいメカニズムであり、学術的には、解析が困難な内部変換過程の中間体を捕捉した点で大きなインパクトを有している。
さて、MECI構造に着目すると、従来のPAHで芳香族求電子置換反応などが起こる位置や共役拡張に有効な位置とは別の場所が重要である場合があり、π電子系の新しい機能開発に大きな影響を与えると考えられる。本研究では、昨年度論文を発表したピレンに続いて、MECIを有利にする置換位置に強くねじれたアミンを導入するという手法で、ナフタレンやフェナントレンでも、AIE現象を達成した。MECIの考察からAIE色素を設計する研究は、多環芳香族化合物以外にも拡がっている。(検討中なので、詳細は未公表とする。)
溶液状態でMECI構造にアクセスし、固体状態でしない分子は、分子間で励起子の消滅が起きずに高い発光性を示す。この性質を利用して、超高効率発光色素の作製を行う。今回は、主鎖型ポリマーである、ポリカーボネート(近日中に論文公開)とポリアミド(掲載済)の合成とフィルムの作製に成功している。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Luminescence Properties of Diamine Monomers and Polyamides with Highly Twisted N,N-Bis(dialkylamino)arene AIE Luminogens2019

    • 著者名/発表者名
      Sharidan Sairi Amir、Konishi Gen-ichi
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 8 号: 3 ページ: 404-410

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900056

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 次世代の光学材料を指向した高複屈折性液晶の開発2018

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Yuki、Konishi Gen-ichi
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 76 号: 10 ページ: 1076-1085

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.76.1076

    • NAID

      130007496415

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2018-10-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New fabrication approach to develop a high birefringence photo-crosslinked film based on a sulfur-containing liquid crystalline molecule with large temperature dependence of birefringence2018

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Yuki、Kuwahara Hiroki、Tokita Masatoshi、Konishi Gen-ichi、Tsuji Hideto
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 662 号: 1 ページ: 197-207

    • DOI

      10.1080/15421406.2018.1467619

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] トリハロメタンを選択的に検出する光分解性ゲルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      小西玄一
    • 雑誌名

      光学

      巻: 47 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The K-Region in Pyrenes as a Key Position to Activate Aggregation-Induced Emission: Effects of Introducing Highly Twisted N,N-Dimethylamines2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Shunsuke、Suzuki Satoshi、Igawa Kazunobu、Morokuma Keiji、Konishi Gen-ichi
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 82 号: 13 ページ: 6865-6873

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b00996

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Smart Network Polymers with Bis(piperidyl)naphthalene Crosslinkers: Selective Fluorescence Quenching and Photodegradation in the Presence of TrichloromethylContaining Chloroalkanes2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, Shunsuke; Sugita, Yoshiyuki; Tokita, Masatoshi; Suenobu, Tomoyoshi; Ishitani, Osamu; Konishi, Gen-ichi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 50 号: 9 ページ: 3544-3556

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b00213

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diastereoselective photocycloaddition reactions of 2-naphthalenecarboxylates and 2,3-naphthalenedicarboxylates with furans governed by chiral auxiliaries and hydrogen bonding interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Maeda, Norihiro Koshio, Yuko Tachibana, Kazuhiko Chiyonobu, Gen-ichi Konishi, Kazuhiko Mizuno
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 349 ページ: 7-17

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.08.052

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bis(dialkylamino)anthracenes as a structurally simple but bright AIEgen2019

    • 著者名/発表者名
      Gen-ichi KONISHI
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Aggregation Induced Emission
    • 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] Bis(dialkylamino)anthracenes as a structurally simple but bright AIEgen: luminescence mechanism, design concept, and application2018

    • 著者名/発表者名
      Gen-ichi KONISHI
    • 学会等名
      E-MRS Spring
    • 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] 反応性基を有する凝集誘起発光色素の合成と性質2018

    • 著者名/発表者名
      小西玄一
    • 学会等名
      第14回バイオオプティクス研究会
    • 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] A Smart Sensory Polymer Gel for Detection of Trihalomethane Groups: Pohotodegradable 1,4-Bis(piperidyl)Naphthalene Cross-Linker2017

    • 著者名/発表者名
      Amir Sharidan Sairi, Shunsuke Sasaki, Gen-ichi Konishi
    • 学会等名
      25th Polychar 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of fluorescent pyrene dyes for advanced materials and bioimaging2017

    • 著者名/発表者名
      Gen-ichi Konishi
    • 学会等名
      The International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 特定の化学物質を簡便に検出できる高分子ゲルを開発 ―環境汚染物質トリハロメタンを光照射で検出―

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2017/038421.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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