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ねじれたπ空間がもたらす革新的「有機ラジカルEL」と特異な軌道相互作用

公募研究

研究領域高次π空間の創発と機能開発
研究課題/領域番号 23108718
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
研究機関大阪府立大学

研究代表者

池田 浩  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (30211717)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012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)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2011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π電子 / ラジカル / 光反応 / 電子移動反応 / 有機EL / 反応機構 / ラジカルカチオン / 熱発光
研究概要

本研究は二つのねじれたπ空間系I,IIについて,九つの研究実施項目(1)-(9)からなる.本年度は,昨年度に完了できなかった,系Iの基質1の各種誘導体の(1)合成と,(3)シングルおよびダブルレーザーフラッシュフォトリシス(シングルおよびダブルLFP)の実験から開始した.特に(3)に関しては,これまでの基質を用いた分子間電子移動反応では好まざる副反応があったことから,分子内三重項エネルギー移動反応でトリメチレンメタンビラジカル(TMM)を発生する目的で,ベンゾフェノン(BP)部位を有する1の誘導体を,設計・合成した.以下,この光化学反応特性を種々の条件で検討した結果について述べる.低温マトリクス中で測定したこの基質のフォトルミネッセンス(PL)スペクトルには,BP部位の燐光だけでなく,励起TMMの発光帯が580nmに確認された.恐らく,連続波励起光により分子内三重項エネルギー移動反応が進行して生成した基底TMMがマトリクス中で捕捉され,これがさらに光吸収して励起TMMとなり,発光したものと考えられる.即ち,段階的に二つの光子が関与する機構である.
室温において355nmパルス光で励起するシングルLFPの過渡吸収スペクトルでは,基底TMMの吸収帯が観測された.また,同条件下での過渡発光スペクトルでは,励起TMMの発光帯が観測された.これも上記と同様に,二光子が関与する反応機構であることが,シングルLFPで用いた355nm光の光強度効果の実験,およびダブルLFP実験(第一パルス光励起(355nm)の1μ秒後に第二パルス光励起(532nm))から明らかとなった.今後は,発光量子収率や寿命などの詳細を検討する必要がある.
また,系IIの(8)「励起有機πラジカル系の軌道相互作用」の解明についても現在検討中であるが,これまでの成果を日本語解説文としてまとめた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究で扱う反応系,平成24年度の目的,および研究実施項目は以下の通りである.本年度は,昨年度に一部終了しきれなかった基質の1の(1)合成と,(3)シングルおよびダブルレーザーフラッシュフォトリシスの実験から開始し,期待する進展が得られた.また,(8)「励起有機πラジカル系の軌道相互作用」の解明については,現在検討中であるが,一応の成果を日本語解説文としてまとめた.4-6月の3ヶ月としては予定通りの進度であり,上記の自己点検評価とした.
【反応系】
ねじれたπ空間系(I):2,2-ジアリールメチレンシクロプロパン(1)-三重項励起トリメチレンメタン(^32^<・・*>)
ねじれたπ空間系(II):2,5-ジアリールー1,5-ヘキサジエン(3)-一重項励起6員環1,4-ビラジカル(^14^<・・*>)
【目的】
(1)励起ビラジカル^32^<・・*>および^14^<・・*>の熱ルミネッセンス(熱発光)の観測と機構解明(2)励起ビラジカル^32^<・・*>を用いた「有機ラジカルEL」の創製
(3)励起ビラジカル^14^<・・*>を用いた「励起有機πラジカル系の軌道相互作用」の解明
【(当初の平成25年3月までの)研究実施項目】
平成24年度は,ねじれたπ空間系(II)の基質について,以下の項目(1)~(9)を行い,革新的「有機ラジカルEL」の開発と「励起有機πラジカル系の軌道相互作用」の解明にあたる.特に,後者について重点的に研究を行い,理論上最大の軌道相互作用の発現について検討する.
(1)合成:(2)γ線およびX線誘起熱ルミネッセンス,(3)シングルおよびダブルレーザーフラッシュフォトリシス,(4)量子化学計算,(5)置換基効果の評価,(6)「有機ラジカルEL」のメリットの考察,(7)「有機ラジカルEL」の開発,(8)「励起有機πラジカル系の軌道相互作用」の解明,(9)総括.
本研究は平成24年度に廃止する。

今後の研究の推進方策

平成24年6月29日より,あらたに新学術領域研究(感応性化学種が拓く新物質科学)の計画班員になるため,本新学術領域研究の公募班員としては,平成24年6月28日をもって辞退した.残された課題については,新たな新学術領域研究の課題の一つとして行う予定である.
本研究は平成24年度に廃止する。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (15件) 図書 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Dedication to Professor Kazuhiko Mizuno on the occasion of his retirement2013

    • 著者名/発表者名
      Konishi, G-I.; Ikeda, H.
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed.

      巻: 39(印刷中) 号: 1 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1007/s11164-012-0628-4

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3,14-Bis(p-nitrophenyl)-77, 17-dipentyltetrabenzo [a,c,g,i] fluorene : A New Fluorophore Displaying Both Remarkable Solvatochromism and Crystalline-Induced Emission2013

    • 著者名/発表者名
      Ueda, U.; Tanigawa, Y.; Kitamura, C.; Ikeda, H.; Yoshimoto, Y.; Tanaka, M.; Mizuno K.; Kurata, H.; Kawase, T.
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 8(印刷中) 号: 2 ページ: 392-399

    • DOI

      10.1002/asia.201200976

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT Studies of Unique Stereoelectronic Effects of Substituents on Divergent Reaction Pathways of Methylenecyclobutanone Radical Cations2012

    • 著者名/発表者名
      Kano, Y.; Tanaka, F.; Ohta, E.; Mizuno, K.; Ikeda, H.
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 68 ページ: 5564-5571

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] White Light Emission from a Single Component System : Remarkable Concentration Effects on the Fluorescence of 1,3-Diaroylmethanatoboron Difluoride2012

    • 著者名/発表者名
      Sakai, A; Tanaka, M.; Ohta, E.; Yoshimoto, Y.; Mizuno, K.; Ikeda, H.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 53 号: 32 ページ: 4138-4141

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2012.05.122

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機ラジカルの基礎特性とその機能化 -過去の研究例から未来の有機ラジカルELまで-2012

    • 著者名/発表者名
      松井康哲, 水野一彦, 池田浩
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 70 ページ: 434-441

    • NAID

      10030765143

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density Functional Theory Study of Silole-fused Tetramethyleneethane Biradicals with Orbital Interactions2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Kano, K.Mizuno, H.Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of Physical Organic Chemistry

      巻: 24 号: 10 ページ: 921-928

    • DOI

      10.1002/poc.1891

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] エキシプレックス発光性有機結晶:1,4-ジシアノナフタレン-アレーン連結ダイアドの分子間および分子内エキシプレックスの生成2012

    • 著者名/発表者名
      松井康哲, 水野一彦, 池田浩
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 70(印刷中)(未定)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design, Generation, and Characterization of a 1,5-Hexadiene Bearing Two Lophyl Radicals as a Probe of the Stepwise Mechanism for the Cope Rearrangement2011

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H.; Matsuo, K.; Matsui, Y.; Matsuoka, M.; Mizuno, K.
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn.

      巻: 84 ページ: 537-543

    • NAID

      10028241864

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Probable Hydrogen-Bonded Meisenheimer Complex : An Unusually High S_NAr Reactivity of Nitroaniline Derivatives with Hydroxide Ion in Aqueous Media2011

    • 著者名/発表者名
      Imoto, M.; Matsui, Y.; Takeda, M.; Tamaki, A.; Taniguchi, H.; Mizuno, K.; Ikeda, H.
    • 雑誌名

      J.Org.Chem.

      巻: 76 号: 15 ページ: 6356-6361

    • DOI

      10.1021/jo2007219

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Twisted Molecular Geometry and Localized Electronic structure of the Triplet Excited gem-Diphenyltrimethylenemethane Biradical : SUbstituent Effects on Thermoluminescence and Related Theoretical Calculations2011

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y.; Namai, H.; Akimoto, I.; Kan'no, K.; Mizuno, K.; Ikeda, H.
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 67 号: 38 ページ: 7431-7439

    • DOI

      10.1016/j.tet.2011.06.052

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 常識を打ち破る「有機ラジカルEL」2011

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 62 ページ: 30-35

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] エキシプレックス発光性有機結晶:1,4-ジシアノナフタレン-アレーン連結ダイアドの分子間および分子内エキシプレックスの生成2011

    • 著者名/発表者名
      井本充隆, 竹田元則, 池田浩, 松井康哲, 水野一彦
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 62 ページ: 48-52

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ルミネッセンス化学アンサンブル:多彩な発光機能の基礎と実用展開 趣旨説明2013

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会特別企画
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス コラーニングハウスI(滋賀県)(招待講演)(発表確定)
    • 年月日
      2013-03-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動反応から熱ルミネッセンス,そして「有機ラジカルEL」への展開 -学生が見つけた大発見-2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      兵庫県立大学大学院工学研究科物質系工学専攻講演会
    • 発表場所
      兵庫県立大学大学院工学研究科 物質系工学専攻 会議室(兵庫県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動反応から,熱ルミネッセンス,そして有機ラジカルELへの展開2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      住友化学(株)筑波開発研究所講演会
    • 発表場所
      住友化学株式会社 筑波開発研究所 会議室(茨城県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Generation of the Ground and Excited State Biradicals by Controlling BET Step in PET Reactions2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      2012年光化学討論会 シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学 岡山キャンパス 大講義室(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 有機ラジカルカチオンから生まれる新しい化学現象-熱ルミネッセンス,有機ラジカルEL,-電子σ結合を例に-2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      第44回構造有機化学若手の会夏の学校
    • 発表場所
      定山渓万世閣・ホテルミリオーネ 大会議室(北海道)(招待講演)
    • 年月日
      2012-08-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表]2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      第44回構造有機化学若手の会夏の学校
    • 発表場所
      定山渓万世閣・ホテルミリオーネ大会議室(北海道)(招待講演)(講演確定)(未定)
    • 年月日
      2012-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 熱ルミネッセンスと有機ラジカルEL -学生が見つけた大発見-2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      福井大学大学院工学研究科生物応用化学専攻講演会
    • 発表場所
      福井大学大学院工学研究科 生物応用化学専攻 講義室(福井県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-06-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 熱ルミネッセンスと有機ラジカルEL-学生が見つけてくれた大発見-2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      信州大学教育学部講演会
    • 発表場所
      信州大学教育学部講義室(長野県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表]2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      福井大学大学院工学研究科生物応用化学専攻
    • 発表場所
      福井大学大学院工学研究科生物応用化学専攻講義室(福井県)(招待講演)(講演確定)(未定)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 発光三題:熱ルミネッセンス,有機ラジカルEL,そして有機ボロン錯体の固体発光2011

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      奈良先端科学技術大学第171回光ナノサイエンス特別講義
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学物質創成科学研究科大講義室(奈良県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 府大発で世界初!有機ラジカルELの秘密2011

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      大阪府立大学産官学共同研究会第72回テクノラボツアー
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパスB5-1B-38(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopic Observation of Radical Cations Possessing One-electron σ-Bonds : Photoinduced Electron-Transfer Reactions of Diarvlated Cage Compounds2011

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H.
    • 学会等名
      10th International Symposium on Organic Reactions (ISOR10)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス想創館(神奈川県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopic and DFT Evidence for a Radical Cation Possessing a One-Electron σ-Bond2011

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H., Asada, N., Oshima, M., Mizuno, K.
    • 学会等名
      The 8^<th> Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (KJFP 2011)
    • 発表場所
      Room B, International Conference Hall, Kunkuk University, Seoul(韓国)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 有機ボロン錯体の固体発光特性と結晶構造-置換基の嵩高さが制御する励起マルチマーとピェゾクロミズム-2011

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      近畿化学協会ヘテロ原子部会平成23年度第2回懇話会
    • 発表場所
      花王(株)エコテクノロジーリサーチセンター(和歌山県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 有機光電子移動反応の機構解明と発光化学への展開2011

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      2011年光化学討論会光化学協会賞受賞講演会
    • 発表場所
      宮崎市民プラザ オルブライトホール(宮崎県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 光化学の事典 -だれでもわかる光化学の初歩-,光化学協会編,(第4章 様々な化合物の光化学,4.1節 炭化水素(1)「オレフィン,環状オレフィンの光化学」)2013

    • 著者名/発表者名
      太田英輔, 池田浩
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 高次π空間の創発と機能開発,(第4章 高次π空間を利用した革新的機能開発,1.ねじれたπ空間がもたらす特異な軌道相互作用)2013

    • 著者名/発表者名
      太田英輔, 池田浩
    • 出版者
      シーエムシー出版(印刷中)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 第4章様々な化合物の光化学,4.1節炭化水素(1)「オレフィン,環状オレフィンの光化学」,光化学の事典-だれでもわかる光化学の初歩-(光化学協会編)2012

    • 著者名/発表者名
      太田英輔, 池田浩
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] "第1章ジアリールェテンの極限性能,5.テトラチエニルエテン誘導体のフォトおよびエレクトロクロミック特性",フォトクロミズムの新展開と光メカニカル機能材料,入江正浩・関隆広監修(分担執筆)2011

    • 著者名/発表者名
      川邊晶文, 水野一彦, 池田浩
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka5/ikeda/list_of_pub.html.

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.osakafu-u.acjp/ohka/ohka5/ikeda/list_of_pub.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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