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2015 年度 実績報告書

分子集積により複合応答機能を発揮するフォトクロミック物質の創製

計画研究

研究領域高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築
研究課題/領域番号 26107009
研究機関横浜国立大学

研究代表者

横山 泰  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60134897)

研究分担者 生方 俊  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00344028)
川村 出  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20452047)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワードフォトクロミズム / 吸収スペクトル / 全光制御 / エナンチオ選択性
研究実績の概要

平成27年度は、①フォトクロミズムによって酸を発生させ、その酸によって別のフォトクロミック化合物の吸収スペクトルの位置を制御する、②蛍光ユニットを側鎖に持つジアリールエテンのフォトクロミズムにより、蛍光性をオンオフする系を創生する、という二つの研究を計画し、実行した。
①については、フェナントロリンを両側のアリール基に有する化合物の環化体の吸収帯を、スルホン酸ユニットを持つスピロピランのフォトクロミズムによって生じるプロトンがフェナントロリンに付加して塩を形成することによってシフトさせることに成功した。スピロピランは熱可逆なフォトクロミズムを示すので、熱戻り反応が起きるとプロトンが再びフェナントロリンからスピロピランに戻り、シフトは解消された。本研究の成果を論文投稿し、掲載が決定したが、本報告書提出時点では、まだページ番号やDOIは決まっていない。
②については平成26年度から27年度にかけて行った実験で、ジアリールエテンの片方の側鎖に蛍光性のビスアルコキシフェニレンエチニレンユニットを持ち、他方のアリール基の側鎖としてこれと空間的に重なるような位置にペンタフルオロフェニル基を有する化合物を合成した。その結果、フォトクロミズムに伴って蛍光発光波長は変化しないために目で見ても蛍光の変化は感じられないが、蛍光の発光スペクトル形状が変化する系を構築できた。本研究の成果の論文発表を行った。
③さらに、第三のテーマとして、ヒト血清アルブミンの中でジアリールエテンが起こすエナンチオ選択的フォトクロミズムについて、優勢に生じるエナンチオマーの絶対立体配置を三つの化合物について決定した。X線結晶構造解析、CDスペクトル、および分子間の相互変換を用いた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成27年度に計画した①②について、共に論文発表を行うことができた。さらに、本年度の計画には入れていなかったが、ヒト血清アルブミンをテンプレートとした3種類のジアリールエテンのエナンチオ選択的フォトクロミズムについて、その主に生成するエナンチオマーの絶対立体配置を確定することができた。これは現在論文執筆中である。
従って、当初計画した以上に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

平成28年度以降は、①で行ったフォトクロミック化合物の物性の全光制御を拡張して、他のフォトクロミック化合物についてさらに多くの性質を全光制御できる系を構築する。また、②に関連して、構造を簡略化して合成の効率を上げられる化合物を設計し、これらについて側鎖間相互作用に基づく物性制御をさらに拡張して行く。また、③として、ジアリールエテンのエナンチオ選択的フォトクロミズムの計画を立て、この現象の一般性を確認してゆく。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Buelent Ecevit University(Turkey)

    • 国名
      トルコ
    • 外国機関名
      Buelent Ecevit University
  • [雑誌論文] All-Optical Fine-Tuning of Absorption Band of Diarylethene with Photochromic Acid-Generating Spiropyran2016

    • 著者名/発表者名
      Sara Kusumoto, Tetsuya Nakagawa, Yasushi Yokoyama
    • 雑誌名

      Adv. Opt. Mater.

      巻: 4 ページ: 1350 - 1353

    • DOI

      DOI: 10.1002/adom.201600228

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and photochromic properties of 4,5-bisaryl-3(2H)-pyridazinones2016

    • 著者名/発表者名
      Ersin Orhan, Leyla Gundogdu, Mahmut Kose, Yasushi Yokoyama
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A: Chem.

      巻: 314 ページ: 164-170

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2015.08.025

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A photon-working on/off switch for intramolecular donor-acceptor interactions and invisible modulation of the fluorescence2016

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Takeuchi, Tetsuya Nakagawa, Yasushi Yokoyama
    • 雑誌名

      Photochem. Photobiol. Sci.

      巻: 15 ページ: 325-328

    • DOI

      10.1039/C5PP00446B

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Substituent Effects on the Photochromic Properties of 3,3-Diphenylspiro[benzofluorenopyran-cyclopentaphenanthrene]s2015

    • 著者名/発表者名
      Junji Momoda, Shinobu Izumi, Yasushi Yokoyama
    • 雑誌名

      Dyes Pigments

      巻: 119 ページ: 95-107

    • DOI

      10.1016/j.dyepig.2015.03.019

    • 査読あり
  • [学会発表] Creation of Molecularly Integrated Multi-responsive Photochromic Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Yokoyama, Takashi Ubukata, Izuru Kawamura
    • 学会等名
      1st International Symposium on Photosynergetics
    • 発表場所
      大阪大学(豊中)
    • 年月日
      2016-06-02 – 2016-06-04
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト血清アルブミン中におけるビスチエニルエテン類のエナンチオ選択的光環化と環化体の絶対立体配置2016

    • 著者名/発表者名
      渡部裕太・大澤 健・中川哲也・横山 泰
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京田辺)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 分子内に相互作用可能なドナーおよびアクセプターを有する新規ジアリールエテンのフォトクロミック特性2016

    • 著者名/発表者名
      竹内紗貴子・中川哲也・横山 泰
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京田辺)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Photochromism of novel diarylethene derivatives with intramolecular hydrogen bond2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京田辺)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 分子集積により複合機能を発揮するフォトクロミック物質の創製2016

    • 著者名/発表者名
      横山 泰
    • 学会等名
      科研費新学術研究「高次複合光応答分子システム」第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学(豊中)
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-23
  • [学会発表] Photon-working switches involving hydrogen bonds2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yokoyama
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modulation of fluorescence character of diarylethene2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takeuchi, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Enantioselective photocyclization of diarylethenes incorporated in human serum albumin2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanobe, K. Osawa, K. Kawamura, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Photochromic reactions of spirooxazines and spiropyrans having a hydroxyphenyl group2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tago, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral molecular photoswitches containing a binaphthyl unit2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ubukata, M. Samata, Y. Kato, Y. Takei, Y.Yokoyama
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Modulation of Photo- chromism and Bulk Properties of Diaryl- ethenes by Acid-base Interactions2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yokoyama
    • 学会等名
      10th Phenics International Network Symposium
    • 発表場所
      Cargese, France
    • 年月日
      2015-11-23 – 2015-11-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control of Absorption Wavelength of a Bisthienylethene in the Visible Region by Light Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kusumoto, Y. Kurimura, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • 学会等名
      10th Phenics International Network Symposium
    • 発表場所
      Cargese, France
    • 年月日
      2015-11-23 – 2015-11-26
    • 国際学会
  • [学会発表] HSA: Natural Template for Enantio- selective Photochromic Reactions in Artificial Media2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yokoyama, K. Kawamura, K. Osawa, Y. Watanobe, N. Maruyama
    • 学会等名
      13th International Kyoto Congress on Organic Chemistry
    • 発表場所
      Rhiga Royal Hotel (京都)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Intermolecular Interactions and Photochromism of a Diarylethene Possessing Phenanthroline Groups2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kusumoto, Y. Watanobe, K. Takagi, Y. Hiromoto, S. Uehara, T. Nakagawa, Y. Yokoyama
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪)
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-10
  • [学会発表] 6π電子環状反応に基づく有機フォトクロミズムの化学2015

    • 著者名/発表者名
      横山 泰
    • 学会等名
      第69回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜)
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-16
    • 招待講演
  • [学会発表] フェナントロリン基を有するジアリールエテンのフォトクロミック挙動の酸による制御2015

    • 著者名/発表者名
      楠本紗良・高木和也・廣本祐馬・渡部裕太・栗村嘉彦・中川哲也・生方 俊・横山 泰
    • 学会等名
      第69回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜)
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-16
  • [備考] Yokoyama Laboratory

    • URL

      http://www.yokoyama-lab.ynu.ac.jp/

  • [産業財産権] フォトクロミック化合物、二重蛍光材料、温度センサーおよび温度プローブ材料2016

    • 発明者名
      横山 泰・中川哲也・竹内紗貴子
    • 権利者名
      横山 泰・中川哲也・竹内紗貴子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-46150
    • 出願年月日
      2016-03-09

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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