デンドリマー光化学と反応ダイナミクスの展開

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16350005
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 新井 達郎 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (50151139)
• 研究分担者: 西村 賢宣 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (60218211)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• キーワード: 巨大分子 / 光化学 / 光物理 / ダイナミクス / 光異性化 / 蛍光 / デンドリマー / スチルベン

研究概要

(1)光異性化メカニズムに関する研究
デンドリマーの周囲を連結し、回転機構では光異性化反応が進行しにくい分子を設計・合成した。ツイスト機構で反応が進行可能な分子であれば、回転機構が抑制される場合でも、かなり効率よく光異性化反応が進行することが、実験的に明らかになった。
(2)コア部位の光異性化により引き起こされるデンドリマー分子全体の構造変化
スチルベンデンドリマーの水溶液中における、時間分解TG法による研究で、先ず、中心のトランス-スチルベン部位が短い時間スケール内でシス体へと光異性化した後、周囲のデンドロンが新たに生成した中心のシス体の構造を安定化するように、より長い時間スケールで構造変化することが示された。
(3)デンドリマー化による異性化の抑制と蛍光量子収率の増加
分子内水素結合を有する色素HBOをコアとしたデンドリマーを合成した。HBOに代表される分子内水素結合径色素の蛍光量子収率は一般的に低いが、デンドリマー化により発光効率を増加させることが可能であることがわかった。
(4)デンドリマー化による一重項酸素生成量子収率の増加
光照射による一重項酸素の生成の量子収率は、デンドリマーの世代の増加と共に上昇する傾向があり、第4世代では最も一重項酸素生成効率が高かった。すなわちスチルベンデンドリマー高分子中での一重項酸素生成効率に関する世代効果を見出した。
(5)デンドリマー構造を利用した色素の自己集合
ベンジルエーテルタイプのデンドロンの最外殻を親水性にすると、デンドロンの分子構造にベンジルエーテル部位の疎水性相互作用が加わり、効率よく水中で自己集合を起こした。自己集合の様子はデンドロンの先端にピレンを導入したピレンデンドリマーにより確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Volume-Demanding Cis-Trans Isomerization of 1,2-DiarylOlefins in the Solid State (2006)
  • 著者名/発表者名: Natarajan, Arunkumar
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 71(3) ページ: 1055-1059
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Substituent Effects on the Ground-State Properties of Naphthalene-Based Analogues of Salicylideneaniline in Solution (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, Asuka
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 79(2) ページ: 305-311
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Volume-Demanding Cis-Trans Isomerization of 1,2-Diaryl Olefins in the Solid State (2006)
  • 著者名/発表者名: Natarajan, A., Mague, J.T., Venkatesan, K., Arai, T., Ramamurthy, V.
  • 雑誌名: J.Org.Chem. 71 ページ: 1055-1059
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Substituent Effects on the Ground-State Properties of Naphthalene-Based Analogues of Salicylideneaniline in Solution (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, A., Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 79 ページ: 305-311
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photochemical and complexation studies for new fluorescent and colored chelator (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, Asuka
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 6(6) ページ: 633-643
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Spin Dynamics of the Radical Pair in a Low Magnetic Field Studied by the Transient Absorption Detected Magnetic Field Effect on the Reaction Yield and Switched External Magnetic Field (2005)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Toshiaki
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry A 109(44) ページ: 9911-9918
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enhancement of the Large Stokes-Shifted Fluorescence Emission from the 2-(2'-Hydroxypheny1)benzoxazole Core in a Dendrimer (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, Asuka
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry A 109(43) ページ: 9731-9736
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photochemistry of salicylideneaniline analogue at low temperature. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, Asuka
  • 雑誌名: Chemistry Letters 34(9) ページ: 1288-1289
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of the intramolecular hydrogen bonding on the photochromic properties of the hemiindigo dye having a pyrrole ring. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, Masashi
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 431 ページ: 445-449
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photoisomerization and photoinduced hydrogen-atom transfer in 1-chloro-4-(2-pyrrol-2-ylethenyl)phthalazine. (2005)
  • 著者名/発表者名: Akiu, Kei
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 78(6) ページ: 1132-1137
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dynamics of Intramolecular Electron Transfer Reaction of FAD Studied by Magnetic Field Effects on Transient Absorption Spectra (2005)
  • 著者名/発表者名: Murakami, Masaaki
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry A 109(26) ページ: 5793-5800
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Study on oxygen quenching processes of the excited state dendrimer molecules (2005)
  • 著者名/発表者名: Momotake, Atsuya
  • 雑誌名: Chemistry Letters 34(5) ページ: 684-685
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Recognition of substituted cytosine derivatives by the base pairing with guanine connected to pyrene. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawai, Takahiro
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 407(1-3) ページ: 58-62
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photochromic and fluorescence properties of a hemiindigo in the presence of bovine serum albumin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, Masashi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 34(4) ページ: 492-493
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The photochemical isomerization of cross-linked 1,3,5-tristyrylbenzene dendrimer with hula-twist mechanism. (2005)
  • 著者名/発表者名: Uda, Mayuko
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 46(17) ページ: 3021-3024
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Unusual Solvatochromism Based on Intramolecular Hydrophobic Interaction in Water-soluble Azobenzene Dendrimers (2005)
  • 著者名/発表者名: Momotake, Atsuya
  • 雑誌名: Chemistry Letters 34(3) ページ: 310-311
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of the formation and decay of stilbene core radical cations by the dendron during the photoinduced electron transfer (2005)
  • 著者名/発表者名: Hara, Michihiro
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 109(2) ページ: 973-976
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photochemical and complexation studies for new fluorescent and colored chelator (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, A., Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 6 ページ: 633-643
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Spin Dynamics of the Radical Pair in a Low Magnetic Field Studied by the Transient Absorption Detected Magnetic Field Effect on the Reaction Yield and Switched External Magnetic Field (2005)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Miura, T., Maeda, K., Arai, T.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 109 ページ: 9911-9918
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Enhancement of the Large Stokes-shifted Fluorescence Emission from 2-(2'-Hydroxyphenyl)benzoxazole Core in Dendrimer (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, A., Momotake, A., Nagahata, R., Arai, T.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 109 ページ: 9731-9736
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photochemistry of Salicylideneaniline Analogue at Low Temperature (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, A., Momotake, A., Arai, T
  • 雑誌名: Chem.Lett. 34 ページ: 1288-1289
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of the Intramolecular Hydrogen Bonding on the Photochromic Properties of the Hemiindigo Dye Having a Pyrrole Ring (2005)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, M., Arai, T.
  • 雑誌名: Mol.Cryst.Liq.Cryst. 431 ページ: 445-449
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photoisomerization and Photoinduced Hydrogen-Atom Transfer in 1-Chloro-4-(2-pyrrol-2-ylethenyl)phthalazine (2005)
  • 著者名/発表者名: Akiu, K., Saijo, M., Ikegami, M., Arai, T.
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 78 ページ: 1132-1137
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dynamics of Intramolecular Electron Transfer Reaction of FAD Studied by Magnetic Field Effects on Transient Absorption Spectra (2005)
  • 著者名/発表者名: Murakami, M., Maeda, K., Arai, T.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 109 ページ: 5793-5800
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Study on Oxygen Quenching Processes of the Excited State Dendrimer Molecules (2005)
  • 著者名/発表者名: Momotake, A., Horiuchi, H., Hayakawa, J., Mizutani, T., Mishimura, Y., Hitatsuka, H., Arai, T.
  • 雑誌名: Chem.Lett. 34 ページ: 684-685
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Recognition of substituted cytosine derivatives by the base pairing with guanine connected to pyrene (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Ikegami, M., Kawai, K., Majima, T., Nishimura, Y., Arai, T.
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 407 ページ: 58-62
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photochromic and Fluorescence Properties of a Hemiindigo in the Presence of Bovine Serum Albumin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, M., Arai, T.
  • 雑誌名: Chem.Lett. 34 ページ: 492-493
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The photochemical isomerization of cross-linked 1,3,5-tristyrylbenzene dendrimer with hula-twist mechanism (2005)
  • 著者名/発表者名: Uda, M., Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 46 ページ: 3021-3024
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Unusual Solvatochromism Based on Intramolecular Hydrophobic Interaction in Water-Soluble Azobenzene Dendrimers (2005)
  • 著者名/発表者名: Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: Chem.Lett. 34 ページ: 310-311
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of the Formation and Decay of Stilbene Core Radical Cations by the Dendron during the Photoinduced Electron Transfer (2005)
  • 著者名/発表者名: Hara, M., Samori, S., Cai, X., Tojo, S., Arai, T., Momotake, A., Hayakawa, J., Uda, M., Kawai, K., Endo, M., Fujitsuka, M., Majima, T.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 109 ページ: 973-976
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Optical responding dendrimer (2005)
  • 著者名/発表者名: Momotake, A., Nishimura, Y., Arai, T.
  • 雑誌名: Shinki Kuromikku Zairyo no Sekkei-Kino-Oyo ページ: 36-50
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of benzyl-ether type dendrons as hole-harvesting antennas and shielding for the neutralization of stilbene core radical cations with chloride ion during two-photon ionization of stilbene dendrimers having stilbene core and benzyl-ether type dendrons (2004)
  • 著者名/発表者名: Hara, Michihiro
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 126(43) ページ: 14217-14223
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dynamics of Water-Soluble Stilbene Dendrimers upon Photoisomerization (2004)
  • 著者名/発表者名: Tatewaki, Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 108(34) ページ: 12783-12789
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A new fluorescent metal sensor with two chelating moieties (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, Asuka
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 45 ページ: 9377-9381
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and photochemical properties of porphyrinazobenzene Triad (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamamura, Takashi
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 45 ページ: 9219-9223
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Water-soluble Dendrimers as a Potential Fluorescent Detergent to Form Novel Micelles at Very Low CMC (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, Masami
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 45 ページ: 8515-8518
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Exciplex Formation Between Pyrene and Guanine in Highly Polar Solvent (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawai, Takahiro
  • 雑誌名: Chemical Communications 7 ページ: 824-825
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photochromism, thermochromism, and solvatochromism of naph-thalene-based analogues of salicylideneaniline in solution (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, Asuka
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 102 ページ: 473-479
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Water-soluble azobenzene dendrimers (2004)
  • 著者名/発表者名: Momotake, Atsuya
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 45 ページ: 4131-4134
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photoinduced hydrogen atom transfer and trans-cis isomerization of C=C double bond in 2'-hydroxychalcone analogues studied by nano-second time-resolved infrared spectroscopy (2004)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, Kaoru
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Janan 77(8) ページ: 1529-1535
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photochemical Specific Isomerization of Dendritic Stilbene with Unusual Direction (2004)
  • 著者名/発表者名: Momotake, Atsuya
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Janan 77(6) ページ: 1195-1200
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photochemical reaction of α-bromoacetylarenes studied by product analysis and laser flash photolysis (2004)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Toshiaki
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Janan 77(4) ページ: 801-806
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dynamic process of the photo-chemically produced flavin radicals in a neutral micelle studied by a magnetic field effect (2004)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi, Makoto
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 394 ページ: 345-348
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis, excited state properties, and dynamic structural change of photoresponsive dendrimers (2004)
  • 著者名/発表者名: Momotake, Atsuya
  • 雑誌名: Polymer 45 ページ: 5369-5390
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photochemistry and photophysics of stilbene dendrimers and related compounds (2004)
  • 著者名/発表者名: Momotake, Atsuya
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology C : Photo chemistry Reviews 5 ページ: 1-25
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of Benzyl Ether Type Dendrons as Hole-Harvesting Antennas, and Shielding for the Neutralization of Stilbene Core Radical Cations with Chloride Ion during Two-Photon Ionization of Stilbene Dendrimers Having Stilbene Core and Benzyl Ether Type Dendrons (2004)
  • 著者名/発表者名: Hara, M., Samori, S., Cai, X., Tojo, S., Arai, T., Momotake, A., Hayakawa, J., Uda, M., Kawai, K., Endo, M., Fujitsuka, M., Majima, T.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 126 ページ: 14217-14223
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dynamics of Water-Soluble Stilbene Dendrimers upon Photoisomerization (2004)
  • 著者名/発表者名: Tatewaki, H., Baden, N., Momotake, A., Arai, T., Terazima, M.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 108 ページ: 12783-12789
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A new fluorescent metal sensor with two binding moieties (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, A., Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 45 ページ: 9377-9381
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and Photochemical Properties of Porphyrin-Azobenzene Triad (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamamura, T., Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 45 ページ: 9219-9223
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Water-soluble poly(aryl ether) dendrimers as a potential fluorescent detergent to form micelles at very low CMC (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, M., Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 45 ページ: 8515-8518
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Exciplex formation between pyrene and guanine in highly polar solvents (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Ikegami, M., Arai, T.
  • 雑誌名: Chem.Commun. 7 ページ: 824-825
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photochromism, thermochromism, and solvatochromism of naphthalene-based analogues of salicylideneaniline in solution (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, A., Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: J.Photochem.Photobiol.A : Chem. 162 ページ: 473-479
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Water-soluble azobenzene dendrimers (2004)
  • 著者名/発表者名: Momotake A., Arai, T.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 45 ページ: 4131-4134
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Photoinduced Hydrogen Atom Transfer and trans-cis Isomerization of the C=C Double Bond in 1-(1-Hydroxy-2-naphthyl)-3-(1-naphthyl)-2-propen-1-one and Related Compounds Studied Using Nanosecond Time-Resolved Infrared Spectroscopy (2004)
  • 著者名/発表者名: Kaneda, K., Sato, S., Hamaguchi, H., Arai, T.
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 77 ページ: 1529-1535
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Photochemical Specific Isomerization of Dendritic Stilbenes (2004)
  • 著者名/発表者名: Momotake, A., Hayakawa, J., Nagahata, R., Arai, T.
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 77 ページ: 1195-1200
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photochemical Reactions of α-Bromoacetylarenes Studied by Product Analysis and Laser Flash Photolysis (2004)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Kaneko, Y., Ikegami, M., Arai, T.
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 77 ページ: 801-806
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dynamic process of the photochemically produced flavin radicals in a neutral micelle studied by a magnetic field effect (2004)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi, M., Maeda, K., Arai, T.
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 394 ページ: 344-348
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis, excited state properties, and dynamic structural change of photoresponsive dendrimers (2004)
  • 著者名/発表者名: Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: Polymer 45 ページ: 5369-5390
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photochemistry and photophysics of stilbene dendrimers and related compounds (2004)
  • 著者名/発表者名: Momotake, A., Arai, T.
  • 雑誌名: J.Photochem.Photobiol.C : Photochemistry Reviews 5 ページ: 1-25
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 新規クロミック材料の設計・機能・応用 (2005)
  • 著者名/発表者名: Momotake, Atsuya
  • 総ページ数: 15
  • 出版者: 株式会社シーエムシー出版
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より