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超分子有機塩複合体によるアシンメトリック配位空間の階層的構築と非対称反応場の創出

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 17H05371
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
研究機関大阪大学

研究代表者

藤内 謙光  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30346184)

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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード結晶工学 / 多孔性構造 / 超分子 / アシンメトリー / 多孔質構造 / 電荷補助型水素結合 / X線構造解析 / 自己組織化
研究実績の概要

多孔性物質のナノ空間表面を配位性分子で化学修飾し、触媒金属を配位させることで高度に制御された非対称反応場を創出し、物理刺激(光、熱)を印加することにより反応が進行する高度に制御された超分子不斉ナノリアクターを創製することを目的としている。
これまで正四面体型テトラスルホン酸を用いることで、ダイヤモンド構造(diaトポロジー)を基本骨格とした多孔質構造の構築を行ってきた。さらに平面四角形型テトラスルホン酸を用いることで、新たなトポロジーを有した多孔質構造を構築し、空孔内に非対称空間を誘起することを目指した。スピロビフルオレンテトラスルホン酸(spiroBPS)とトリクロロフェニルメチルアミン(TPMA_Cl)からなる有機塩では、pthトポロジーをもつ2次元チャネル状の多孔質構造を得た。この時の空隙率は50%を超えており、非常に大きな空孔を持つ多孔質構造となった。さらに空孔形成時にspiroBPSは三回らせん軸状に配置され、トポロジーの特性からキラル空間を形成する。このキラル空間は、鋳型とする分子によって制御することができる。アキラルな分子を用いた時は、それぞれの結晶粒は+および-で分晶しているが、全体では+/-の確立が等しいアキラルなバルクの結晶粉末となる。一方で、取り込まれる鋳型分子にエナンチオピュアなものを用いると、その鋳型に応じて+または-の一方のみの結晶粒が得られ、全体でもキラルなバルク結晶粉末となる。スピロビフルオレン骨格は蛍光性を有しており、キラルなバルク結晶粉末からはその+および-に応じた円偏光発光(CPL)が観測された。一方でアキラルなバルク結晶粉末からはCPLは観測されなかった。

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

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] Silesian University of Technology(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidad de Castilla-La Mancha(スペイン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Substitution Pattern of tert-Butyl Groups in a Bisbenzofuropyrazine Core π-System on Optical Properties: Unique Mechanochromic Fluorescence Behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Shotaro; Tohnai, Norimitsu; Nishii, Yuji; Hinoue, Tomoaki; Miura, Masahiro
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem

      巻: 3 号: 1 ページ: 46-53

    • DOI

      10.1002/cptc.201800189

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Bis(mu‐oxido)dinickel(III) Complex with a Triplet Ground State2018

    • 著者名/発表者名
      Yuma Morimoto, Yusaku Takagi, Toru Saito, Takehiro Ohta, Takashi Ogura, Norimitsu Tohnai, Motohiro Nakano, Shinobu Itoh
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 印刷中 号: 26 ページ: 7640-7643

    • DOI

      10.1002/anie.201802779

    • 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] Conformationally-flexible and moderately electron-donating units-installed D-A-D triad enabling multicolor-changing mechanochromic luminescence, TADF and room-temperature phosphorescence2018

    • 著者名/発表者名
      Takeda Youhei, Kaihara Takahito, Okazaki Masato, Higginbotham Heather, Data Przemyslaw, Tohnai, Norimitsu, Minakata Satoshi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 50 ページ: 6847-6850

    • DOI

      10.1039/c8cc02365d

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Docking Strategy to Construct Thermostable, Single-Crystalline, Hydrogen-Bonded Organic Framework with High Surface Area2018

    • 著者名/発表者名
      Hisaki, Ichiro; Suzuki, Yuto; Gomez, Eduardo; Cohen, Boiko; Tohnai, Norimitsu; Douhal, Abderrazzak
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 57 号: 39 ページ: 12650-12655

    • DOI

      10.1002/anie.201805472

    • 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] Antiaromatic character of cycloheptatriene-bis-annelated indenofluorene framework mainly originated from heptafulvene segment2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Keitaro; Ie, Yutaka; Tohnai, Norimitsu; Kakiuchi, Fumitoshi; Aso, Yoshio
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35839-w

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic Polymorph Formation During Evaporative Crystallization from Solution: The Key Role of Liquid-like Clusters as "Crucible" at Ambient Temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Oka, N.; Ito, F.; Haketa, Y.; Maeda, H.; Miyano, T.; Tohnai, N.; Ito, S.; Miyasaka, H.; Ozeki, S.
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 号: 17 ページ: 4343-4349

    • DOI

      10.1002/chem.201705356

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aggregation-Induced Singlet Oxygen Generation: Functional Fluorophore and Anthrylphenylene Dyad Self-Assemblies2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kim, Y. Zhou, N. Tohnai, H. Nakatsuji, M. Matsusaki, M. Fujitsuka, M. Miyata, T. Majima
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 号: 3 ページ: 636-645

    • DOI

      10.1002/chem.201703686

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sterically crowded hydrogen-bonded hexagonal network frameworks2018

    • 著者名/発表者名
      I. Hisaki, N. Ikenaka, S. Tsuzuki, N. Tohnai
    • 雑誌名

      Mater. Chem. Front.

      巻: 2 号: 2 ページ: 338-346

    • DOI

      10.1039/c7qm00544j

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical and Structural Properties of ESIPT Inspired HBT-Fluorene Molecular Aggregates and Liquid Crystals2017

    • 著者名/発表者名
      V. S. Padalkar, Y. Tsutsui, T. Sakurai, D. Sakamaki, N. Tohnai, K. Kato, M. Takata, T. Akutagawa, K.-i. Sakai, S. Seki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 121 号: 45 ページ: 10407-10416

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b08073

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermoresponsive Emission Switching via Lower Critical Solution Temperature Behavior of Organic-Inorganic Perovskite Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Nishikubo Ryosuke、Tohnai Norimitsu、Hisaki Ichiro、Saeki Akinori
    • 雑誌名

      Adv. Mater.

      巻: 29 号: 23 ページ: 1700047-1700047

    • DOI

      10.1002/adma.201700047

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポルフィリン骨格を有するテトラスルホン酸アミン塩による有機多孔質材料の構築とその物性2019

    • 著者名/発表者名
      大窪航平・土屋 慧歩・久木一朗・藤内謙光
    • 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] ポルフィリン骨格を有するテトラスルホン酸と嵩高いアミンからなる多孔質有機塩の構築と金属導入による機能化2019

    • 著者名/発表者名
      土屋慧歩・藤内謙光
    • 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] Construction and Properties of Kagome Porous Organic Salts (k-POSs) composed of Aromatic Divinylsulfonic Acids and Triphenylmethylamine2018

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Workshop 2018
    • 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] Hierarchical Construction of Structurally Variable Porous Organic Salts (POSs) for Fluorescence Modulation in responsive to Template Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      16th International Workshop on Crystal Growth of Organic Materials
    • 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] 四面体型テトラスルホン酸と p-置換トリチルアミンを用いた有機多孔質材料の空孔修飾とガ ス吸着特性の変化2018

    • 著者名/発表者名
      土屋慧歩・久木一朗・藤内謙光
    • 学会等名
      第27回有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スルホン酸とアミンによる多孔質有機塩の分子設計による構造安定性制御2018

    • 著者名/発表者名
      冨本篤功・土屋慧歩・藤内謙光・久木一朗
    • 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] テトラスルホン酸と嵩高いアミンによる四面体型多孔質有機塩(d-POS)の構築とその触媒反応場への応用2018

    • 著者名/発表者名
      土屋慧歩・久木一朗・藤内謙光
    • 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] Hierarchical Construction of Versatile Diamondoid Porous Organic Salts (d-POS)2017

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      The 34th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超分子的アプローチによる 多孔質有機塩の 階層的構築と機能制御2017

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      平成29年度日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Construction of Triangle-Shaped Porous Structure with Organic Salts composed of Aromatic Divinylsulfonic Acids and Triphenylmethylamine2017

    • 著者名/発表者名
      藤内 謙光
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Bilateral Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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