高い発光特性をもつレドックス感応性開殻化学種の創製と機能

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 感応性化学種が拓く新物質科学
• 研究課題/領域番号: 24109009
• 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(系)研究科(研究院), 教授 (30211717)
• 研究分担者: 松井 康哲 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90709586)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• キーワード: 有機化学 / 有機EL / 低炭素 / 熱ルミネッセンス / DFT計算 / 電子移動反応 / 光化学反応 / レーザーフラッシュフォトリシス

研究実績の概要

（１）「有機ラジカルＥＬ」の発光種である励起TMMビラジカル（T-2・・*）の前駆体となる1-，ないし2-ナフチル置換したメチレンシクロプロパン（1）の低温および室温における発光波長の特異性について，詳細に検討した．その結果，ラジカルカチオン状態での開環反応性に違いがあることを見出し，実験と計算化学からその原因をシクロプロパン環のσ軌道とナフタレンのｐ軌道の相互作用の大小にあることを明らかにした．
（２）励起TMMビラジカル（T-2・・*）を，分子間光誘起エネルギー移動反応と光照射で発生させる研究を行った．具体的には，三重項増感剤としてベンゾフェノン（BP）を用い，新規メチレンシクロプロパン誘導体（1）とのエネルギー移動反応によりT-2・・を発生させ，さらにその光励起を行い，T-2・・*の光化学および光物理特性を，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を用いて解析した．これにより，新たな「励起状態C-C結合開裂―発光」系が開拓できた．
（３）二つのジフェニルアントラセンをかご型化合物により連結したダイアドを新たに合成し，その三重項―三重項消滅アップコンバージョン発光効率について検討した.
（４）ヨウ素置換ジアロイルメタナートボロンジフロリドの結晶は，有機物としては珍しい室温でりん光を発することを見出し，その理由を結晶構造と理論計算から明らかにした．
（５）以上に加え，A01班では3名，A02班では5名の各先生と，ビラジカル発光の理論的評価，光反応機構解析，カルベン寿命評価，結晶の発光寿命解析などの共同研究を進めた．

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Yonsei University(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: Yonsei University
• [雑誌論文] Intramolecular Triple Cyclization Strategy for Sila- and Oxa-Analogues of Truxene with Long-Lived Phosphorescence (2017)
  • 著者名/発表者名: Ogaki, T.; Ohta, E.; Oda, Y.; Sato, H.; Matsui, Y.; Kumeda, M.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 6 ページ: 290-296
  • DOI: 10.1002/ajoc.201600560
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electron-Transfer Reactions Triggered by Uncharged or Cationic Photosensitizer: Methodology for Generation of o-Quinodimethane and Analysis of Back Electron-Transfer Process (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsui, Y.; Ikeda, T.; Takahashi, Y.; Kamata, M.; Akagi, M.; Ohya, Y.; Fujino, R.; Namai, H.; Ohta, E.; Ogaki, T.; Miyashi, T.; Tero-Kubota, S.; Mizuno, K.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 6 ページ: 458-468
  • DOI: 10.1002/ajoc.201600570
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Remarkable Solvatofluorochromism of a [2.2]Paracyclophane-Containing Organoboron Complex: A Large Stokes Shift Promoted by Excited State Intramolecular Charge Transfer (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.; Muraoka, S.; Matsui, Y.; Ohta, E.; Sakai, A.; Ogaki, T.; Yoshimoto, Y.; Mizuno, K.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: ChemPhotoChem 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/cptc.201600028
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Organic Molecular Layer with High Electrochemical Bistability: Synthesis, Structure, and Properties of a Dynamic Redox System with Lipoate Units for Binding on Au(111) (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohta, E.; Uehara, H.; Han, Y.; Wada, K.; Noguchi, H.; Katoono, R.; Ishigaki, Y.; Ikeda, H.; Uosaki, K.; Suzuki, T.
  • 雑誌名: ChemPlusChem 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/cplu.201600649
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Adiabatic Process of Higher Electronically-Excited States: Luminescence from an Excited State Biradical Generated by Irradiation of Benzophenone-Substituted Cyclopropanes (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsui, Y.; Oishi, T.; Ohta, E.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: J. Phys. Org. Chem. 巻: 30 ページ: e3636(1-8)
  • DOI: 10.1002/poc.3636
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A New Fluorophore Displaying Remarkable Solvatofluorochromism and Solid-State Light Emission, and Serving as a Turn-on Fluorescent Sensor for Cyanide Ions (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y.; Kawajiri, I.; Ueki, M.; Morimoto, T.; Nishida, J.-i.; Ikeda, H.; Tanaka, M.; Kawase, T.
  • 雑誌名: Org. Chem. Front. 巻: 5 ページ: 743-749
  • DOI: 10.1039/C7QO00029D
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cooperative Effects of o- and m-Methyl Groups on the Intramolecular Charge-Transfer Emission Properties of Dibenzoylmethanatoboron Difluorides (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.; Muraoka, S.; Matsui, Y.; Ohta, E.; Ogaki, T.; Mizuno, K.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. Sci. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1039/C7PP00005G
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 3,14-Bis(4-formylphenyl)-17,17-di(n-pentyl)tetrabenzo[a,c,g,i]fluorene Showing Solvatochromism and Crystallochromism in Fluorescence (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueki, M.; Kimura, Y.; Yamamoto, Y.; Nishida, J.-i.; Kitamura, C.; Tanaka, M.; Ikeda, H.; Kawase, T.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 73 ページ: 1170-1176
  • DOI: 10.1016/j.tet.2017.01.014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2,3-Diphenylphenanthro[9,10-b]furan Derivatives as New Blue Fluorophores (2016)
  • 著者名/発表者名: Kojima, T.; Kawajiri, I.; Nishida, J.-i.; Kitamura, C.; Kurata, H.; Tanaka, M.; Ikeda, H.; Kawase, T.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 89 ページ: 931-940
  • DOI: 10.1246/bcsj.20160093
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of a Cyclic Polyphenylene Array for a Chiral-Type Carbon Nanotube Segment (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, R.; Kudo, S.; Kawakami, J.; Sakai, A.; Ikeda, H.; Nakamura, H.; Ohta, K.; Ito, S.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 89 ページ: 1260-1275
  • DOI: 10.1246/bcsj.20160145
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Room-Temperature Phosphorescence of Crystalline Metal-Free Organoboron Complex (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakai, A.; Ohta, E.; Matsui, Y.; Tsuzuki, S.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: ChemPhysChem. 巻: 17 ページ: 4033-4036
  • DOI: 10.1002/cphc.201600779
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Amorphous Solid Simulation and Trial Fabrication of the Organic Field-Effect Transistor of Tetrathienonaphthalenes Prepared by Using Microflow Photochemical Reactions: A Theoretical Calculation-Inspired Investigation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, A.; Matsui, Y.; Asada, T.; Kumeda, M.; Takagi, K.; Suenaga, Y.; Nagae, K.; Ohta, E.; Sato, H.; Koseki, S.; Naito, H.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 81 ページ: 3168-3176
  • DOI: 10.1021/acs.joc.6b00117
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of a Trithia[5]helicene in an Unexpected Photoreaction of a Methyl-substituted Bis(dithienylethenyl)thiophene through a Double Sequence of 6π-Electrocyclization/Aromatization (Dehydrogenation/Demethylation) (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, A.; Matsui, Y.; Ohta, E.; Ogaki, T.; Sato, H.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.; Mizuno, K.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A. Chem. 巻: 331 ページ: 48-55
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2015.10.012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spectroscopic Properties of BF2 Complexes of N-(5-Phenyl-2-pyrazinyl)pivalamides Exhibiting Fluorescence in Solution and Solid State (2016)
  • 著者名/発表者名: Hachiya, S.; Hashizume, D.; Ikeda, H.; Yamaji, M.; Maki, S.; Niwa, H.; Hirano, T.
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A. Chem. 巻: 331 ページ: 206-214
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2015.10.014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Substituent-Dependent Backward Reaction in Mechanofluorochromism of Dibenzoylmethanatoboron Difluoride Derivatives (2016)
  • 著者名/発表者名: Sagawa, T.; Ito, F.; Sakai, A.; Ogata, Y.; Tanaka, K.; Ikeda, H.
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. Sci. 巻: 15 ページ: 420-430
  • DOI: 10.1039/C5PP00453E
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ab Initio and First Principles Theoretical Investigations of Triplet-Triplet Fluorescence in Trimethylenemethane Biradicals (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsui, Y.; Usui, K.; Ikeda, H.; Irle, S.
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 6 ページ: 83668-83672
  • DOI: 10.1039/C6RA16580J
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Utilization of Microflow Reactors to Carry Out Synthetically Useful Organic Photochemical Reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, K.; Nishiyama, Y.; Ogaki, T.; Terao, K.; Ikeda, H.; Kakiuchi, K.
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. C. Photochem. Rev. 巻: 29 ページ: 107-147
  • DOI: 10.1016/j.jphotochemrev.2016.10.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] フローリアクターを用いる新規塗布型有機半導体の 光化学合成とその物性評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田 浩
  • 学会等名: フロー・マイクロ合成研究会
  • 発表場所: 大阪科学技術センター，大阪
  • 年月日: 2017-01-27 – 2017-01-27
  • 招待講演
• [学会発表] New Fluorescence Domain “Excited Multimer” Formed upon Photoexcitation of Continuously-stacked Diaroylmethanatoboron Difluoride Molecule in Crystals (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ikeda
  • 学会等名: The 9th Asian Photochemistry Conference (APC2016)
  • 発表場所: Nanyang Technological University, Singapore
  • 年月日: 2016-12-04 – 2016-12-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Microflow Synthesis and Organic Semiconductor Characteristics of Alkyl-Substituted Tetrathienonaphthalenes (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ikeda,* Atsushi Yamamoto, Yasunori Matsui, Toshio Asada, Motoki Kumeda, Kenichiro Takagi, Yu Suenaga, Kunihiko Nagae, Eisuke Ohta, Hiroyasu Sato, Shiro Koseki, Hiroyoshi Naito
  • 学会等名: The 10th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-10)
  • 発表場所: Yumebutai, Awaji
  • 年月日: 2016-11-18 – 2016-11-19
  • 国際学会
• [学会発表] Amorphous Solid Simulation and Trial OFET Fabrication of Tetrathienonaphthalenes Prepared by Using Microflow Photoinduced Electron-Transfer Reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ikeda
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Organic Reactions and the 6th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis (ISOR12 & GJSE-6)
  • 発表場所: Kyoto Terrsa, Kyoto
  • 年月日: 2016-04-22 – 2016-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel Fluorescence Domain “Excited Multimer” Formed Upon Photoexcitation Of Continuously-Stacked Diaroylmethanatoboron Difluoride Molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ikeda,* Atsushi Sakai, Eisuke Ohta, Yuichi Yoshimoto, Mirai Tanaka, Yasunori Matsui, Kazuhiko Mizuno
  • 学会等名: XXVIth IUPAC Photochemistry Symposium (2016) -12th KoreaJ-Japan Symposium on Frontier Photocience (KJFP2016)
  • 発表場所: Osaka City Central Public Hall, Osaka
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-08
  • 国際学会
• [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科 物質・化学系専攻 応用化学分野 池田浩研究室
  • URL: http://www2.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka5/index.html