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単位・集積設計を基盤とする金サブナノクラスターのキラル化学

公募研究

研究領域配位アシンメトリー:非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 17H05345
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
研究機関北海道大学

研究代表者

七分 勇勝  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10446255)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードクラスター / 幾何構造 / 電子構造 / 自己組織化 / キラリティー / クラスタ―
研究実績の概要

高い堅牢性と対称性を併せ持つ有機配位子保護金サブナノクラスターの幾何的・電子的な特性に着目し、本研究ではアキラルな有機配位子を用いて金サブナノクラスターの合成を行い、合成物の評価を行った。得られた金サブナノクラスターはラセミ混合物であったものの、キラルカラムクロマトグラフィーを用いて光学分割することから各エナンチオマーを得ることに成功し、円偏光二色性スペクトル測定により光学活性の評価を行った。そして、理論計算による電子構造解析を用いることで、金サブナノクラスターの幾何構造と光学活性の間の相関を明らかにした。また、種々のキラルな有機配位子を用いた場合においても特徴的な幾何・電子構造を持つ金サブナノクラスターの合成に成功し、円偏光二色性や円偏光発光特性を示すことが確認された。特に、金24量体クラスターにおいては、固有キラリティーを有するヘリセンに類似した金コア骨格を見い出した。さらに、有機配位子の幾何的特徴が金コア骨格に与える影響に関する検討を行う過程で、金核数が共通であるものの配位子環境が僅かに異なる2種類の金サブナノクラスターを得た。それらの幾何構造と光学特性の評価を実験・理論の双方から行った結果、配位子環境の柔軟性が金サブナノクラスターの励起状態構造に大きな影響を与えることを実証した。今後有機配位子保護金サブナノクラスターのキラル化学展開がさらに進む中で、本研究での成果は重要な指針を与えるものと期待される。

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

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Photoluminescence Properties of [Core+exo]-Type Au6 Clusters: Insights into the Effect of Ligand Environments on the Excitation Dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Shichibu, M. Zhang, T. Iwasa, Y. Ono, T. Taketsugu, S. Omagari, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, K. Konishi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 11 ページ: 6934-6939

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b01810

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An Inherently Chiral Au24 Framework with Double-Helical Hexagold Strands2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuho Sugiuchi, Yukatsu Shichibu, Katsuaki Konishi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 26 ページ: 7855-7859

    • DOI

      10.1002/anie.201804087

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen bonds to Au atoms in coordinated gold clusters2017

    • 著者名/発表者名
      Bakar Md. Abu、Sugiuchi Mizuho、Iwasaki Mitsuhiro、Shichibu Yukatsu、Konishi Katsuaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 576-576

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00720-3

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Optical properties and ligand environments of diphosphine-ligated gold clusters2019

    • 著者名/発表者名
      七分勇勝、小川 悠里、杉内 瑞穂、小西 克明
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Geometries and Optical Properties of Magic-Number Icosahedral Au13 Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Yukatsu Shichibu, Katsuaki Konishi
    • 学会等名
      ICCC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノクラスターの配位子環境と光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      七分勇勝、小川 悠里、杉内 瑞穂、小西 克明
    • 学会等名
      第30回 配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジホスフィン配位金クラスターの配位子環境と光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      七分勇勝、小川 悠里、杉内 瑞穂、小西 克明
    • 学会等名
      第12回 分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Prolate-shaped Gold Cluster Series with Unique Optical Properties: Au6 as a New Building Unit2018

    • 著者名/発表者名
      Yukatsu Shichibu, Katsuaki Konishi
    • 学会等名
      APS March Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prolate-Shaped Gold Clusters with Unique Absorptions: Experimental and Theoretical Study2017

    • 著者名/発表者名
      Yukatsu Shichibu, Katsuaki Konishi
    • 学会等名
      6th ACCC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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