反応性有機ビラジカルの熱発光の機構解明と新規発光システムへの展開

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19350025
• 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: 有機化学
• 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, 准教授 (30211717)
• 研究分担者: 水野 一彦 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (10109879) ; 前多 肇 大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (40295720)
• 連携研究者: 前多 肇 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (40295720)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 光化学 / 有機EL / 電子移動反応 / 反応機構 / ラジカルカチオン / ビラジカル / 熱発光 / 有機ラジカルEL

研究概要

ジフェニルメチレンシクロプロパン類(1)のγ線誘起熱発光の機構を検討し,発光種がトリメチレンメタン型励起ビラジカル(2^<・・*>)であることを明らかにした.さらに,X線照射でも熱発光の観測を行い,1の熱発光における置換基効果を検討した,その結果,2^<・・*>は捻れ型分子構造・分離型電子構造をもっていること,また,2^<・・*>のアリルラジカル骨格は2^<・・*>の発光過程に大きな影響を与えないことを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] X-ray-Triggered Thermoluminescence and DFT Characterization of gem-Diphenyltrimethylenemethane Biradical (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H. ; Matsui, Y. ; Akimoto, I. ; Kan'no, K. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Aust. J. Chem 63(in press)
• [雑誌論文] Contrasting Intermolecular and Intramolecular Exciplex Formation of a 1, 4-Dicyano-2-methylnaphthalene-N, N-Dimethyl-p-toluidine Dyad (2010)
  • 著者名/発表者名: Imoto, M. ; Ikeda, H. ; Fujii, T. ; Taniguchi, H. ; Tamaki, A. ; Takeda, M. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Org. Lett 12 ページ: 1940-1943
• [雑誌論文] Colorimetric and Fluorometric Sensing of the Lewis Acidity of a Metal Ion by Metal-ion Complexation of Imidazo[1, 2-a]pyrazin-3(7H)-ones (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirano, T. ; Sekiguchi, T. ; Hashizume, D. ; Ikeda, H. ; Maki, S. ; Niwa, H
  • 雑誌名: Tetrahedron 66 ページ: 3842-3848
• [雑誌論文] Effects of Magnesium Salts on Photoinduced Electron Transfer Reaction between Ammonia, 2, 5-Dimethyl-2, 4-hexadiene, and 9-Cyanoanthracene (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, M. ; Kano, Y. ; Ikeda, H. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Tetrahedron 66 ページ: 3770-3774
• [雑誌論文] Experimental and Computational Studies on the Dipole Moments of Annulated-Tropones and 1, 4-Polyacenequinones (2009)
  • 著者名/発表者名: Kudoh, M. ; Satoh, T. ; Ikeda, H. ; Nakazawa, T. ; Miyashi, T. ; Katagiri, S. ; Sudoh, S
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 82 ページ: 70-75
• [雑誌論文] Multi-Input/Multi-Output Molecular Response System Based on the Dynamic Redox Behavior of 3, 3, 4, 4-Tetraaryldihydro[5]helicene Derivatives: Reversible Formation/Destruction of Chiral Fluorophore and Modulation of Chiroptical Properties by Solvent Polarity (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T. ; Ishigaki, Y. ; Iwai, T. ; Kawai, H. ; Fujiwara, K. ; Ikeda, H. ; Kano, Y. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 15 ページ: 9434-9441
• [雑誌論文] Concerted Quantum Effects of Electronic and Nuclear Fluxes in Molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: Barth, I. ; Hege, H.-C. ; Ikeda, H. ; Kenfack, A. ; Koppitz, M. ; Manz, J. ; Marquardt, F. ; Paramonov, G. K
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 481 ページ: 118-123
• [雑誌論文] Photochromic Behavior of Tetrathienylethene in Condensed Systems. Attempts to Control 1, 2-Dyotropic Rearrangement of the Closed Isomer (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H. ; Kawabe, A. ; Sakai, A. ; Namai, H. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Res. Chem. Intermed 35 ページ: 893-908
• [雑誌論文] The Facile Generation of a Tetramethyleneethane Type Radical Cation and Biradical Utilizing a 3, 4-Di(α-styryl)furan and a Photoinduced ET and Back ET Sequence (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, T. ; Ikeda, H. ; Takahashi, Y. ; Yamada, M. ; Mizuno, K. ; Tero-Kubota, S. ; Yamauchi, S
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 130 ページ: 2466-2472
• [雑誌論文] The Reaction Mechanism for the High Quantum Yield of the Cypridina (Vargula) Bioluminescence Supported by Chemiluminescence of 6-Aryl-2-methylimidazo[1, 2-a]pyrazin-3(7H)-ones (Cypridina Luciferin Analogues) (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirano, T. ; Takahashi, Y. ; Kondo, H. ; Maki, S. ; Kojima, S. ; Ikeda, H. ; Niwa, H
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. Sci 7 ページ: 197-207
• [雑誌論文] Photochromic Properties of Tetrakis(2-methylthien-3-yl)ethene and its Tetrakis(methylthio) Derivative (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H. ; Sakai, A. ; Kawabe, A. ; Namai, H. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett 49 ページ: 4972-4976
• [雑誌論文] An Organic Radical Light-Emitting Diode Based on the Fluorescence Emission of a Trimethylenemethane Biradical (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H
  • 雑誌名: J. Photopolym. Sci. Technol 21 ページ: 327-332
• [雑誌論文] Thermoluminescence Originating from the Singlet Excited State of 1, 4-Diarylcyclohexane-1, 4-diyls: A Potentially General Strategy for the Observation of Short-Lived Biradicals (2007)
  • 著者名/発表者名: Namai, H. ; Ikeda, H. ; Hoshi, Y. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 46 ページ: 7396-7398
• [雑誌論文] Evidence for Significant Through-Space and Through-Bond Electronic Coupling in the 1, 4-Diphenylcyclohexane-1, 4-diyl Radical Cation Gained by Using Absorption Spectroscopy and DFT Calculations (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H. ; Hoshi, Y. ; Namai, H. ; Tanaka, F. ; Goodman, J.L. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 13 ページ: 9207-9215
• [雑誌論文] Thermoluminescence and a New Organic Light-Emitting Diode (OLED) Based on Triplet-Triplet Fluorescence of the Trimethylenemethane (TMM) Biradical (2007)
  • 著者名/発表者名: Namai, H. ; Ikeda, H. ; Hoshi, Y. ; Kato, N. ; Morishita, Y. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 129 ページ: 9032-9036
• [雑誌論文] Substituent Effects on the Energies of the Electronic Transitions of Geminally Diphenyl-Substituted Trimethylenemethane (TMM) Radical Cations. Experimental and Theoretical Evidence for a Twisted Molecular and Localized Electronic Structure (2007)
  • 著者名/発表者名: Namai, H. ; Ikeda, H. ; Kato, N. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 111 ページ: 4436-4442
• [雑誌論文] Spectroscopic and Density Functional Theory Studies of the Molecular Geometry and Electronic Structure of Classical and Nonclassical Radical Ions Derived from 7-Benzhydrylidenenorbornene Analogues (2007)
  • 著者名/発表者名: Namai, H. ; Ikeda, H. ; Hirano, T. ; Ishii, H. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 111 ページ: 7898-7905
• [雑誌論文] Synthesis, X-ray Crystallographic Analysis, and Theoretical Structure Analysis of Tetrathienylethenes Designed for Photo-and Electrochromism (2007)
  • 著者名/発表者名: keda, H. ; Sakai, A. ; Namai, H. ; Kawabe, A. ; Mizuno, K
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett 48 ページ: 8338-8342
• [学会発表] テトラチエニルエテンの多元応答型クロミズムを目指して(招待講演) (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 表面反応型クロモジェニック材料に関する研究会
  • 発表場所: 名古屋大学ベンチャービジネスラボラトリ3階ミーティングルーム
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] ラジカルの熱ルミネッセンスの発見から「有機ラジカルel」の創製へー逆転の発想による長波長発光・量子効率増大への新提言ー (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 筑波大学第10回機能性分子シンポジウム
  • 発表場所: 筑波大学総合研究棟B公開講義室
  • 年月日: 2010-03-12
• [学会発表] 有機ラジカルの熱ルミネッセンスの発見と有機ラジカルelの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 有機合成化学協会関西合成2月セミナー有機合成のニュートレンド2010
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都
  • 年月日: 2010-02-05
• [学会発表] 励起三重項ビラジカルが発光する「有機ラジカルel」ー偶然の発見による長波長発光・量子効率増大への新提言ー (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 長崎県工業技術センター材料分子設計研究会講演会
  • 発表場所: 長崎県工業技術センター地域融合化促進室
  • 年月日: 2010-01-26
• [学会発表] 超分子的包接環境場におけるラジカル型中間体-ゼオライトによる捕捉と有機elへの応用- (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会(2009)中長期テーマ講演会(分子系包摂環境における光化学)
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] 励起ビラジカルを用いた新規発光素子(有機ラジカルel)-ダブレットラジカルカチオンとシングレットおよびトリプレットビラジカルの物質変換- (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 分子研研究会「ビラジカル化学とその展望」
  • 発表場所: 分子研山手3号館2階大会議室
  • 年月日: 20090305-20090306
• [学会発表] Thermoluminescence and an Organic Radical Light-Emitting Diode Based on Triplet-Triplet Fluorescence of the Trimethylenemethane Biradical (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H
  • 学会等名: 日本学術振興会・二国間交流事業共同研究「電子環状反応における電子・核相関運動の量子動力学シミュレーションによる解明」ケルン大学・有機化学コロキウム
  • 発表場所: ドイツ・ケルン大学, レクチャーホール
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] The Mechanism for the Thermal and Photoinduced Electron-transfer Cope Rearrangement of 1, 5-Hexadienes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H
  • 学会等名: 日本学術振興会・二国間交流事業共同研究「電子環状反応における電子・核相関運動の量子動力学シミュレーションによる解明」ベルリン自由大学・理論, 物理, 及び有機化学特別合同コロキウム
  • 発表場所: ドイツ・ベルリン自由大学レクチャーホール
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] 励起ビラジカルが発光する「有機ラジカルel」ー偶然の発見による長波長発光・量子効率増大・耐久性向上・コスト低減への新提言ー (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: チバ・ジャパン講演会
  • 発表場所: チバ・ジャパン研究開発センター
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Organic Radical Light-emitting Diode: A New Device Utilizing Triplet-Triplet Thermoluminescence of the Excited Trimethylenemethane Biradical (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H
  • 学会等名: International Meeting on Interdiciplinary Chemistry 2009 at Ikaho
  • 発表場所: 群馬大学伊香保研修所
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 励起ビラジカルが発光する「有機ラジカルel」の開発-長波長発光, 量子効率増大, 耐久性向上, コスト低減への新提言- (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 高分子学会同友会勉強会
  • 発表場所: (社)高分子学会・高分子同友会事務局会議室
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] パルスラジオリシスとガンマ線照射法による有機電子移動反応の機構解明と新規発光システムの開拓 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 大阪大産業科学研究所量子ビーム実験施設, 第1回量子ビーム科学研究施設研究会
  • 発表場所: 大阪大学産業科学研究所・第2研究棟1F共同プロジェクト室
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] γ線およびx線照射誘起による有機ビラジカルの熱ルミネッセンスと新概念「有機ラジカルEL」の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 電気化学会光・量子デバイス研究会
  • 発表場所: 神戸大学六甲台キャンパス瀧川記念学術交流会館
  • 年月日: 2009-05-08
• [学会発表] Thermoluminescence and an Organic Radical Light-Emitting Diode Based on Triplet-Triplet Fluorescence of the Trimethylenemethane Biradical (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H
  • 学会等名: 日本学術振興会・二国間交流事業共同研究「電子環状反応における電子・核相関運動の量子動力学シミュレーションによる解明」ベルリン自由大学・理論, 物理, 及び有機化学特別合同コロキウム
  • 発表場所: ドイツ・ベルリン自由大学, レクチャーホール
  • 年月日: 20081026-20081101
• [学会発表] 有機ラジカルEL:光誘起電子移動反応と熱発光からの新アプローチ (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩, 生井準人, 星陽介, 加藤伸亨, 森下芳伊, 水野一彦
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 20080924-20080926
• [学会発表] 有機ラジカルel:反応性ビラジカルを利用した新規発光システム (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩, 生井準人, 加藤伸亨, 星陽介, 森下芳伊, 水野一彦
  • 学会等名: 2008年光化学討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学B3棟
  • 年月日: 20080911-20080913
• [学会発表] Organic Radical Light-Emitting Diode (ORLED): a New OLED Inspired by Triplet-Triplet Thermoluminescence of Trimethylenemethane (TMM) Biradical (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H. ; Namai, H. ; Hoshi, Y. ; Kato, N. ; Morishita Y. ; Mizuno, K
  • 学会等名: The Fifth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-5)
  • 発表場所: シーサイドホテル舞子ビラ
  • 年月日: 20080905-20080906
• [学会発表] An Organic Radical Light-Emitting Diode Based on the Fluorescence Emission of a Trimethylenemethane Biradical (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H
  • 学会等名: 25th International Conference of Photopolymer Science and Technology
  • 発表場所: 千葉大学けやき会館
  • 年月日: 20080624-20080627
• [学会発表] ビラジカルを経由する新規な光誘起電子移動反応, 熱ルミネッセンス, そして有機エレクトロルミネッセンス:逆電子移動現象の基礎と応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 電気化学会第75回大会
  • 発表場所: 山梨・甲府
  • 年月日: 20080328-20080331
• [学会発表] 光電子移動化学を基礎とする有機ビラジカル新規発光系 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 東京・池袋
  • 年月日: 20080326-20080330
• [学会発表] ラジカルと光電デバイス:光電子移動化学から, 熱発光, 「有機ラジカルel」への新展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 日立化成工業株式会社山崎事業所講演会
  • 発表場所: 日立化成工業株式会社山崎事業所
  • 年月日: 2008-12-16
• [学会発表] 有機ラジカルel:反応性励起ラジカルを用いた発光デバイスの新概念 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 大阪府立大学21世紀科学研究機構「分子エレクトロニックデバイス研究所」第1回研究会
  • 発表場所: 大阪府立大学学術交流会館
  • 年月日: 2008-10-10
• [学会発表] 身近な光化学―光合成から有機elまで― (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 第3回「高校生のための大学フェア・大阪」
  • 発表場所: 大阪府教育センター
  • 年月日: 2008-07-21
• [学会発表] 新概念・有機ラジカルelの発見と可能性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 都市エリア産学官連携促進事業(発展型)和歌山県北部エリア有機el研究会
  • 発表場所: 和歌山大学システム工学部B-314
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] 新概念・有機ラジカルELの発見と可能性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 学会等名: 都市エリア産学官連携促進事業(発展型)和歌山県北部エリア第1回技術研究会
  • 発表場所: 和歌山県民文化会館, 中会議室
  • 年月日: 2008-06-12
• [学会発表] hermoluminescence from a Singlet or Triplet Intermediate: The Bases and Application to the Organic Light-Emitting Diode (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H
  • 学会等名: International Symposium on Organic Reactivity in Fukuoka
  • 発表場所: 福岡・博多
  • 年月日: 2008-03-15
• [学会発表] Thermoluminescence from Reactive Biradical Intermediates (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H. ; Namai, H. ; Mizuno, K
  • 学会等名: 2007 Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: 韓国・慶州
  • 年月日: 20071122-20071125
• [図書] Chapter 5. Environmentally Harmonious Organic Photochemical Reactions (2010)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, K. ; Ikeda, H. ; Maeda, H
• [図書] 有機ラジカルEL―化学反応で生じる励起ビラジカルの特徴に着目した,長波長発光・量子効率増大・コスト低減・耐久性向上への新提言― (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 総ページ数: 26-33
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 第3章分子サイズの電気回路ー分子設計・合成から評価までー (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田浩, 他
  • 総ページ数: 26-43
  • 出版者: 大阪公立大学共同出版会
• [図書] 光誘起電子移動反応と熱ルミネッセンスー基底および励起ビラジカルを生み出す逆電子移動過程ー (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 総ページ数: 7-11,743-747
  • 出版者: 化学工業社
• [図書] ビラジカルを経由する光誘起電子移動反応,熱発光,そして有機EL (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 総ページ数: 204-208
  • 出版者: 光化学協会
• [図書] 光およびゼオライト誘起による対照的な有機電子移動反応―ゼオライト表面の新しい有機修飾のための基礎研究― (2007)
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 総ページ数: 46-50,214-218
  • 出版者: 化学工業社
• [図書] 熱発光を示す励起ビラジカルの発見と「有機ラジカルEL」の開拓
  • 著者名/発表者名: 池田浩
  • 総ページ数: 10-16
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] 池田浩,化学工業日報2009年4月10日(金),"世界初の有機ラジカルel発光効率4倍・大幅コスト低減可能大阪府立大"
• [備考] 池田浩,日経産業新聞2009年4月7日(火),"有機el材,発光効率4倍ー大阪府大基礎実験x線照射で電子分離ー"
• [備考] 池田浩,日本化学会第89春季年会の講演ハイライト(注目・話題研究)2009年2月26日(木),"熱発光を示す励起ビラジカルの発見と新規発光素子「有機ラジカルel」の開拓"(広報委員長の科学技術振興機構・澤田嗣郎先生による記者会見)
• [備考] 久新荘一郎・吉村公男,化学(Kagaku),化学同人2008, 63, 70-71."ビラジカル化学の新展開ー長寿命化,電子状態の解明,熱発光を利用した有機el素子ー"(群馬大院工・久新荘一郎教授による研究紹介文)
• [備考] 池田浩,讀賣新聞(夕刊)2007年11月26日(月),"SCIENCE WALKあの瞬間「遊び心が光を生んだ～有機el長寿命の新素材開発～大阪府立大学大学院工学研究科研究科池田浩さん(45)
• [備考] 池田浩,讀賣新聞(夕刊,関西版)2007年8月11日(土),"次世代ディスプレー・有機el長寿命化・化学反応方式・大阪府立大チーム開発"ホームページ
  • URL: http://www.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka5/ikeda/index.html
• [産業財産権] 蛍光増白剤及びそれを用いた白色樹脂組成物 (2009)
  • 発明者名: 池田浩, 松井康哲, 水野一彦, 秋元郁子, 神野賢一
  • 権利者名: 大阪府立大学
  • 産業財産権番号: 特許・特願2009-188501
  • 出願年月日: 2009-08-17
• [産業財産権] 蛍光増白剤及びそれを用いた白色樹脂組成物 (2009)
  • 発明者名: 池田浩, 吉本裕一, 水野一彦
  • 権利者名: 大阪府立大学
  • 産業財産権番号: 特許・特願2009-178984
  • 出願年月日: 2009-07-31