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一重項分裂を示すキラル配位高分子錯体の創出と高輝度円偏光発光材料への展開

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 17H05381
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

酒井 隼人  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (60708486)

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)
キーワード一重項分裂 / 金属有機構造体 / ペンタセン / 多孔性配位高分子 / 不斉 / MOF / キラル / 円偏光発光 / プラズモン共鳴
研究実績の概要

ペンタセンを代表とするアセンは一重項分裂(SF)発現可能な分子である。このペンタセンを二分子連結した二量体はSFを定量的に発現することができる。そこで、この二量体に着目し研究を行ってきた。本研究の基盤となる金属有機構造体(MOF)には通常、剛直な分子を配位子として利用する必要がある。そこで、剛直なペンタセン二量体の合成に取り組んだ。剛直という観点からペンタセン二量体と配位部位を直線状に連結した分子を設計し、ペンタキノンから7段階で合成に成功した。次にSFを評価するためフェムト秒過渡吸収測定を行った。その結果収率200%で三重項の生成が確認されたことから、合成したペンタセン二量体でSFが発現することを確認した。このペンタセン二量体と硝酸亜鉛を用いて、MOFを合成した。合成には、MOFの合成法の一つである蒸気拡散法を用いて行ったところペンタセンの特徴的な青色の微結晶体が得られた。得られた微結晶の内部構造を決定するため粉末X線およびIRスペクトルの測定を行った。その結果、paddlewheel型錯体を架橋部位し、架橋配位としてペンタセン二量体が利用されていることが確認された。合成したMOFのフェムト秒過渡吸収測定を行いSF発現の確認し、三重項が200%で生成していることを確認し、SF発現可能なMOFを初めて合成することに成功した。

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

    (34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 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件)

  • [国際共同研究] タンペレ工科大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] タンペレ工科大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Significant Enhancement of Absorption and Luminescence Dissymmetry Factors in the Far-Red Region: A Zinc(II) Homoleptic Helicate Formed by a Pair of Achiral Dipyrromethene Ligands2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Hiroaki、Sakai Hayato、Okayasu Yoshinori、Yuasa Junpei、Mori Tadashi、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 63 ページ: 16889-16894

    • DOI

      10.1002/chem.201804171

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High‐Yield Generation of Triplet Excited States by an Efficient Sequential Photoinduced Process from Energy Transfer to Singlet Fission in Pentacene‐Modified CdSe/ZnS Quantum Dots2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hayato、Inaya Ryutaro、Tkachenko Nikolai V.、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 64 ページ: 17062-17071

    • DOI

      10.1002/chem.201803257

    • 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] Multiexciton Dynamics Depending on Intramolecular Orientations in Pentacene Dimers: Recombination and Dissociation of Correlated Triplet Pairs2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hayato、Inaya Ryutaro、Nagashima Hiroki、Nakamura Shunta、Kobori Yasuhiro、Tkachenko Nikolai V.、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 9 号: 12 ページ: 3354-3360

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b01184

    • 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] Concentration-dependent photophysical switching in mixed self-assembled monolayers of pentacene and perylenediimide on gold nanoclusters2018

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H. Sakai, Y. Araki, T. Wada, N. V. Tkachenko, T. Hasobe
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 20 号: 13 ページ: 8695-8706

    • DOI

      10.1039/c8cp00174j

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis, Structural and Photophysical Properties of Pentacene Alkanethiolate Monolayer-Protected Gold Nanoclusters and Nanorods: Supramolecular Intercalation and Photoinduced Electron Transfer with C602017

    • 著者名/発表者名
      Kato Daiki、Sakai Hayato、Saegusa Toshiyuki、Tkachenko Nokolai V.、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 16 ページ: 9043-9052

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b01164

    • 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] Synthesis of Tetrasilatetrathia[8]circulenes by a Fourfold Intramolecular Dehydrogenative Silylation of C-H Bonds2017

    • 著者名/発表者名
      Yuma Serizawa, Shuhei Akahori, Shohei Kato, Hayato Sakai, Taku Hasobe, Yoshihiro Miyake,* Hiroshi Shinokubo
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 印刷中 号: 29 ページ: 6948-6952

    • DOI

      10.1002/chem.201700729

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of a highly twisted C=C double bond on the electronic structures of 9,9'-bifluorenylidene derivatives in the ground and excited states2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takai, D. J. Freas, T. Suzuki, M. Sugimoto, J. Labuta, R. Haruki, R. Kumai, S.-i. Adachi, H. Sakai, T. Hasobe, Y. Matsushita, M. Takeuchi
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontier

      巻: 4 号: 5 ページ: 650-657

    • DOI

      10.1039/c7qo00125h

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of the electrochemical and photophysical properties of N-substituted benzo[ghi]perylene derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Tokuo Kokichi、Sakai Hayato、Sakanoue Tomo、Takenobu Taishi、Araki Yasuyuki、Wada Takehiko、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 1 号: 11 ページ: 2299-2308

    • DOI

      10.1039/c7qm00301c

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Photodynamics of Tetragermatetrathia[8]circulene2017

    • 著者名/発表者名
      Akahori Shuhei、Sakai Hayato、Hasobe Taku、Shinokubo Hiroshi、Miyake Yoshihiro
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 20 号: 1 ページ: 304-307

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b03764

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inter- and Intramolecular Electron-Transfer Reduction Properties of Coronenediimide Derivatives via Photoinduced Processes2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Motoki、Sakai Hayato、Ohkubo Kei、Fukuzumi Shunichi、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 25 ページ: 13333-13346

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b09817

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Observation of Quantitative Intermolecular Two-Electron Transfer Process through Highly Efficient Singlet Fission in Tetracene Dimer2019

    • 著者名/発表者名
      中村俊太・酒井隼人・長嶋宏樹・小堀 康博・Nikolai, TKACHENKO・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 半導体ナノ粒子上にアルカンチオール単分子膜を介して化学修飾したペンタセン二量体の構造および光物性評価2019

    • 著者名/発表者名
      三枝稔幸・酒井隼人・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセン二量体を基盤とする新規配位高分子の合成と光物性2019

    • 著者名/発表者名
      酒井隼人・TKACHENKO Nikolai・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キラル連結部位で架橋したボロンジピロメテン二量体の合成 と分光特性2019

    • 著者名/発表者名
      津田絢斗・酒井隼人・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子ドット表面にアルカンチオール単分子膜を介して化学修 飾したテトラセン誘導体の合成および光物性評価2019

    • 著者名/発表者名
      北野麻奈・酒井隼人・羽曾部卓
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] テトラセンアルカンチオール修飾金ナノクラスターにおける一重項分裂の制御と反応展開2018

    • 著者名/発表者名
      三枝稔幸・酒井隼人・Nikolai, TKACHENKO・ 羽曾部卓
    • 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] アセチレンを架橋部位とするペンタセン二量体の構造評価と一重項分裂への展開2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木悠大・酒井隼人・Nikolai, TKACHENKO・ 羽曾部卓
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アデニンを有する新規ペンタセン誘導体の合成と超分子集合体への展開2018

    • 著者名/発表者名
      廣田知司・酒井隼人・Nikolai, TKACHENKO・ 羽曾部卓
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新規ヘキサセン二量体の合成と高効率な一重項分裂の発現2018

    • 著者名/発表者名
      中村俊太・酒井隼人・Nikolai, TKACHENKO・ 羽曾部卓
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 長鎖置換基導入によるペンタセンの形態制御と光物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉野圭祐,酒井隼人,庄子良晃,梶谷孝,福島孝典,姉帯勇人,芥川智行,蒲江,竹延大志,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 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] アセチレン架橋を基盤とするペンタセン集合体の合成と分光特性2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木悠大,酒井隼人,羽曾部卓
    • 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] ペプチド基を有するペンタセン誘導体の合成と集合体特性2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤槙,酒井隼人,羽曾部卓
    • 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] テトラセンアルカンチオール修飾金ナノクラスターの構造制御 と一重項分裂を介した長寿命三重項励起子の生成2018

    • 著者名/発表者名
      三枝稔幸,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 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] ペンタセンダイマー修飾CdSe/ZnS ナノ粒子におけるエネル ギー移動と一重項分裂の逐次的反応進行2018

    • 著者名/発表者名
      稲谷隆太郎,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 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] クアテリレン二量体の分子内一重項分裂2018

    • 著者名/発表者名
      酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 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] 光機能性ヘキサセン誘導体の合成と分光特性2018

    • 著者名/発表者名
      中村俊太,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 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] 含窒素リレン誘導体の合成および励起ダイナミクス評価2018

    • 著者名/発表者名
      廣野明津,酒井隼人,羽曾部卓
    • 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] テトラセン二量体の Singlet Fissionにおける配向とTriplet Pairの相関2017

    • 著者名/発表者名
      中村俊太,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テトラセンアルカンチオール修飾金ナノ粒子の色素間配向制御による長寿命励起 三重項状態の生成2017

    • 著者名/発表者名
      三枝稔幸,酒井隼人,Tkachenko V. Nikolai,羽曾部卓
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ボロンジピロメテン骨格を有する螺旋状分子の合成と光物性2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤広朗,酒井隼人,羽曾部卓
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アザペリレン誘導体の光物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      廣野明津,酒井隼人, 坂上知, 竹延大志, 羽曾部卓
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 親水性置換基を有するペンタセン誘導体の合成と分光特性2017

    • 著者名/発表者名
      吉野圭祐,酒井隼人,羽曾部卓
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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