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2011 年度 実績報告書

π電子開殻分子系のスピン状態制御による物性機能開発

研究課題

研究課題/領域番号 22350066
研究機関大阪市立大学

研究代表者

岡田 惠次  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50152301)

研究分担者 塩見 大輔  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40260799)
鈴木 修一  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (80433291)
キーワード開殻π電子系 / 高スピン分子 / ラジカルカチオン
研究概要

「課題1.ラジカル置換ラジカルカチオン型磁性体の開発」、「課題2.新規強相関スピン系の開発」、および「課題3.ラジカルイオン対のスピン制御と高効率光エネルギー変換素子の開発」について検討を行い、以下のことを明らかにした。
課題1ではトリス(tert-チルニトロキシドトリオキシトリフェニルアミン(1)トリラジカルを合成し、それを酸化することによりラジカルカチオン体(1^+)が可逆的に生成することを明らかにし、そのものが分子内に大きな強磁性相互作用をもつモノカチオンジラジカル種であることを明らかにした。さらに、この系は、酸化・還元を外部刺激として、磁化率や吸収スペクトルが可逆的に変化する分子スイッチとして機能することを明らかにした(以下の雑誌論文1件目)。
課題2では、イミノニトロキシドをメチレン炭素一つで架橋したコンパクトなビス(イミノニトロキシド)を合成し、そのものの磁気的相互作用は二つのイミノニトロキシドの配向依存性を受けることを計算科学的に明らかにした。さらに、観測された配向と磁気的性質が良く対応していることを実験的に明らかにした(雑誌論文2件目)。
課題3と関係し、有機色素であるペリレンジイミド、BODIPY系をとり上げ、それらが関与する電子移動、系間交差、光電変換素子に関する研究を総説として纏めた(雑誌論文3件目)。またポルフィリン色素を階層的に集積化し、極めて高効率なポルフィリン光アンテナ分子を設計・合成した(雑誌論文4件目)。

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

課題1、課題2については期待する化合物が合成できており、それらの磁気的性質を明らかにすることができている。課題3については期待する化合物の合成が少し遅れたため、論文として纏めることが遅れてしまった。

今後の研究の推進方策

課題1に関して、平成23年度後半、トリオキシトリフェニルアミンのニトロニルニトロキシドラジカル置換体がテトラクロロガレート塩とテトラクロロフェレート塩で大きく磁気的性質が異なることを見出すことができた。平成24年度はそれらの磁気的性質を解明する。課題2では最近見出した強相関ジラジカルをスピン量子演算分野に応用するため、そのホスト分子を設計し、超伝導qubitと結合できるアンサンブルqubitの作成を計画している。課題3では、白金ポルフィリン、BODIPY系を有機色素部とする高効率電荷分離物質の合成を目指す。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Trinitroxide-trioxytriphenylamine : Spin State Conversion from Triradical Doublet to Diradical Cation Triplet by Oxidative Modulation of a pi-Conjugated System2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 小嵜正敏, 岡田惠次, 他
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed.

      巻: 51 ページ: 3193-3197

    • DOI

      10.1002/anie.201107265

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Progress in Controlling Photophysical Processes of Donor-Acceptor Arrays Involving Perylene Diimides and Boron-dipyrromethenes2011

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, M. Kozaki, K. Nozaki, K. Okada
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. C: Photocemistry Reviews

      巻: 12 ページ: 269-292

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jphotochemrev.2011.10.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Magnetic Properties of Dimethylmethylenebis (iminonitroxide) Diradical2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 小嵜正敏, 岡田惠次, 他
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: 40 ページ: 20-24

    • DOI

      10.1246/Cl.2011.22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and properties of Zn-porphyrin with bipyridine-terminated side chains : large conformational change induced by metal complexation2011

    • 著者名/発表者名
      小嵜正敏, 鈴木修一, 岡田惠次, 他
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 ページ: 13276-13279

    • DOI

      10.1021/ja2050343

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Persistence of Iodines and Deformation of Molecular Structure in Highly Charged Diiodoacetylene : Anisotropic Carbon Ion Emission2011

    • 著者名/発表者名
      八ツ橋知幸, 岡田惠次, 中島信昭, 等
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 12 ページ: 122-126

    • DOI

      10.1002/cphc.201000756

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction and Functionalization of Dendrimers with Conjugated Backbones2011

    • 著者名/発表者名
      小嵜正敏, 岡田惠次
    • 雑誌名

      Journal of Synthetic Organic Chemistry Japan

      巻: 69 ページ: 1145-1157

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.69.1145

    • 査読あり
  • [学会発表] 安定な開殻π電子系集積分子の合成と物性解明2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学・横浜・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] オリゴフェニレンエチニレン架橋トリフェニルアミン-BODIPY連結体の光電荷分離2012

    • 著者名/発表者名
      中塚祥一, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学・横浜・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 架橋部として1,3,5-トリエチニルベンゼンを有する白金錯体-トリフェニルアミン-ナフタルジイミド三連結体の光電子移動反応2012

    • 著者名/発表者名
      堀越敬史, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学・横浜・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] トリフェニルアミン,ナフタレンジイミド連結型白金ポルフィリンの光電荷分離2012

    • 著者名/発表者名
      杉村亮治, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学・横浜・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 光電変換素子に向けた電子ドナー,アクセプター連結型白金ジアセチリド錯体の合成研究2012

    • 著者名/発表者名
      松本侑真, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学・横浜・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 嵩高いホスフィン配位子をもつ発光性銅アセチリド錯体の合成と性質2012

    • 著者名/発表者名
      神原隆介, 他
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学・横浜・神奈川
    • 年月日
      20120325-20120328
  • [学会発表] 架橋部として捻れたメタ-およびパラ-ジ(フェニルエチニル)ベンゼンを有するトリフェニルアミン-ナフタルジイミド連結体の光電子移動反応2011

    • 著者名/発表者名
      堀越敬史, 他
    • 学会等名
      第5回有機π電子系シンポジウム
    • 発表場所
      アウィーナ大阪・大阪・大阪
    • 年月日
      20111125-20111126
  • [学会発表] 光電子移動によるフェノチアジントリマーラジカルカチオンの発生と構造変化2011

    • 著者名/発表者名
      狩俣歩, 他
    • 学会等名
      第5回有機π電子系シンポジウム
    • 発表場所
      アウィーナ大阪・大阪・大阪
    • 年月日
      20111125-20111126
  • [学会発表] Stable Bisnitroxides with Large Exchange Interactions2011

    • 著者名/発表者名
      岡田惠次, 他
    • 学会等名
      The Fifth Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compound and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      Westinホテル・淡路・兵庫(招待講演)
    • 年月日
      20111113-20111116
  • [学会発表] 電子ドナー・アクセプター連結型白金ポルフィリンの光電荷分離2011

    • 著者名/発表者名
      杉村亮治, 他
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場・つくば・茨城
    • 年月日
      20110921-20110923
  • [学会発表] 捻れたメタ-およびパラ-ジ(フェニルエチニル)ベンゼンを架橋部とするトリフェニルアミン-ナフタルジイミド連結体の長寿命光電荷分離状態の発生2011

    • 著者名/発表者名
      堀越敬史, 他
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場・つくば・茨城
    • 年月日
      20110921-20110923
  • [学会発表] 架橋部として捻れたオリゴフェニレンを有するトリフェニルアミン-ナフタルジイミド連結体の光電子移動2011

    • 著者名/発表者名
      中塚祥一, 他
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場・つくば・茨城
    • 年月日
      20110921-20110923
  • [学会発表] トリフェニルアミンおよびBODIPY連結ビピリジン白金錯体の光電子移動2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 他
    • 学会等名
      錯体化学会第61回討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学・岡山・岡山
    • 年月日
      20110917-20110919
  • [学会発表] 捻れたフェニレンオリゴマーを架橋部とするトリフェニルアミン-ナフタルジイミド連結体の光電子移動反応:長寿命電荷分離状態の発生と機構2011

    • 著者名/発表者名
      岡田惠次, 他
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      市民プラザおよび宮崎観光ホテル・宮崎・宮崎
    • 年月日
      20110906-20110908
  • [学会発表] 白金架橋型BODIPY-トリフェニルアミン連結体の光電子移動反応2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木修一, 他
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      市民プラザおよび宮崎観光ホテル・宮崎・宮崎
    • 年月日
      20110906-20110908
  • [学会発表] アントラキノン-フェノチアジン三量体連結体の光電荷分離における構造変化2011

    • 著者名/発表者名
      狩俣歩, 他
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      市民プラザおよび宮崎観光ホテル・宮崎・宮崎
    • 年月日
      20110906-20110908
  • [学会発表] Photoinduced Electron Transfer in Donor-Acceptor System Using Platinum Porphyrin2011

    • 著者名/発表者名
      杉村亮治, 他
    • 学会等名
      14th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      University of Oregon, Oregon, USA
    • 年月日
      20110724-20110729
  • [学会発表] Photoinduced Electron Transfer in Dyad and Triad System Based on Donor/Acceptor Linked Platinum Porphyrin2011

    • 著者名/発表者名
      杉村亮治, 他
    • 学会等名
      The 16th Osaka City University International Symposium on Dynamic Molecular Devices
    • 発表場所
      大阪市立大学・大阪・大阪
    • 年月日
      2011-11-09

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公開日: 2013-06-26  

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