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ヘテロ分子集積化技術を基盤としたπ造形光科学の開拓

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 17H05161
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
研究機関九州大学

研究代表者

小野 利和  九州大学, 工学研究院, 助教 (20643513)

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
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード自己組織化 / メカノクロミズム / ピエゾクロミズム / 有機合成 / 錯体化学 / ポルフィセン / 金属錯体 / 単結晶X線構造解析 / センサー / 超分子化学 / エラストマー / ナフタレンジイミド / ダイアモンドアンビルセル / 包接結晶 / 固体発光材料 / 分子集積化学 / 有機化合物センサー / ナノ材料 / 刺激応答材料 / 有機化学
研究実績の概要

本研究では、「ヘテロ分子集積化技術を基盤としたπ造形光科学の開拓」と題し、有機合成および分子集積化によって調製したπ電子系材料の外部刺激応答性に関する評価を検討した。例えば、ホストーゲスト自己組織化発光材料のピエゾフルオロクロミズム特性を見出したことが挙げられる。ホストーゲスト自己組織化発光材料は、異なる分子間で生じる電荷移動錯体の形成によって固体中で発光特性を示す材料であるが、本研究では、ダイアモンドアンビルセル中に材料を封入し、超高圧下における発光スペクトル測定を実施した。常圧下では、水色発光を示したが、圧力印加にともない発光色のレッドシフトが観測され、8Gaあたりでは赤色発光を示すことが見出された。この発光色変化は外部圧力によって可逆的に見られたことから、化合物の分解や分子集積構造の変化によるものではなく、圧力による電荷移動錯体が圧縮されることに起因するものと考えた。そこで高圧下における単結晶X線構造解析を実施することにより、実際に圧力印加にともなう分子間距離の近接が観測され、その分子座標をもとに分子軌道計算を行い、発光メカニズムの考察を行うことができた。
また有機化合物の蒸気に応答して発光色変化を生じるベイポクロミズム材料の創製を達成した。
その他にもポルフィリンの構造異性体であるポルフィセンに着目し、有機合成化学的な観点から、赤色および近赤外発光を示す新規ポルフィセンの合成に着手した。なかでも3価金属含むポルフィセン金属錯体の1部において、希薄溶液中ではほとんど発光を示さないが、凝集状態において発光強度の増大が見られる、凝集誘起発光を示す材料を見出すことができた。

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

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Polish Academy of Sciences(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Flexible-color tuning and white-light emission in three-, four-, and five-component host/guest co-crystals by charge-transfer emissions as well as effective energy transfers2019

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Ono, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 7 号: 10 ページ: 2829-2842

    • DOI

      10.1039/c8tc06165c

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switching of Monomer Fluorescence, Charge‐Transfer Fluorescence, and Room‐Temperature Phosphorescence Induced by Aromatic Guest Inclusion in a Supramolecular Host2018

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Ono, Ai Taema, Aiko Goto, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 号: 66 ページ: 17487-17496

    • DOI

      10.1002/chem.201804349

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gram-scale synthesis of porphycenes through acid-catalyzed oxidative macrocyclizations of E/Z-mixed 5,6-diaryldipyrroethenes2018

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Ono, Ning Xu, Daiki Koga, Toshihiro Ideo, Manabu Sugimoto, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 8 号: 69 ページ: 39269-39273

    • DOI

      10.1039/c8ra09040h

    • 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] Piezofluorochromism in Charge‐Transfer Inclusion Crystals: The Influence of High Pressure versus Mechanical Grinding2018

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Ono, Yoshifumi Tsukiyama, Ai Taema, Hiroyasu Sato, Hidetoshi Kiyooka, Yuma Yamaguchi, Ayumi Nagahashi, Manami Nishiyama, Yuichi Akahama, Yoshiki Ozawa, Masaaki Abe, Yoshio Hisaeda
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 416-420

    • DOI

      10.1002/cptc.201700227

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The first synthesis of mesodicycloalkylporphycenes: ring strain effects on structural and optical properties of isomeric porphyrins2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ono, D. Koga, K. Yoza, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 91 ページ: 12258-12261

    • DOI

      10.1039/c7cc07170a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Vitamin B12 Derivative Catalyzed Electrochemical Trifluoromethylation and Perfluoroalkylation of Arenes and Heteroarenes in Organic Media2017

    • 著者名/発表者名
      M. J. Hossain, T. Ono, K. Wakiya, Y. Hisaeda
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 79 ページ: 10878-10881

    • DOI

      10.1039/c7cc06221d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Acid-responsive Fluorescence Color Change of Pyrrolopyrrole Derivatives in the Solid State2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yano, So Hatanaka, Toshikazu Ono, Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      ICPP-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] meso-dicycloalkylporphycens as unique porphyrin isomer2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Koga, Toshikazu Ono, Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      ICPP-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲスト包接を利用した有機化合物センサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      築山 佳史, 小野 利和, 久枝 良雄
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multicomponent Crystals for Photofunction Design: Light-conversion Materials and Optical Sensor Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Ono, Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      π-EJ 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creation of optical VOC sensors using a guest inclusion phenomena2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Tsukiyama, Toshikazu Ono, Yoshio Hisaeda
    • 学会等名
      π-EJ 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲスト包接を利用した発光性包接結晶の創製と有機化合物センサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      築山佳史、小野利和、久枝良雄
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 発光性包接結晶の調製と有機化合物センサーへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      築山佳史、小野利和、久枝良雄
    • 学会等名
      第38回光化学若手の会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院工学研究院応用化学部門分子教室 久枝研究室

    • URL

      http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~yhisaeda/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 九州大学研究者情報 小野利和

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004811/index.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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