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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22350066
• 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: 機能物質化学
• 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)
• 連携研究者: 鈴木 修一 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (80433291)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 電気 / 磁気的機構

研究概要

(1) 「ラジカル置換ラジカルカチオン型磁性体の開発」、
(2) 「新規強相関スピン系の開発」、
(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」の三つの課題について検討し、
次の結果を得た。
(1) 二種類の新しいラジカル置換ラジカルカチオン型磁性体を開発した。
(2) 大きな分子内強磁性相互作用をもつ二種類の中性ジラジカル種を開発した。また、π系に三つのラジカル種を導入し、π系を酸化することにより、基底三重項ジラジカルカチオン種が可逆的に生成することを示した。
(3) 白金ポルフィリン錯体、電子供与体、電子受容体から成る三連結体を合成し、680 μsの寿命をもつ光電荷分離状態を発生させた。

研究成果

• [雑誌論文] Photoinduced Charge Separation of 10-Phenyl-10H-pheno- thizine-2phenylanthraquinone Dyads Bridged by Bicyclo[2.2.2]octane (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Karimata, H. Kawauchi, S. Suzuki,M. Kozaki, N. Ikeda, K. Keyaki, K. Nozaki, K. Akiyama, K. Okada
  • 雑誌名: Chem Lett 巻: 42(in press)
• [雑誌論文] Photoinduced charge separation of phenothiazine-platinum-naphthalene diimide triads linked by twisted phenylene bridges (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Sugimura, S. Suzuki, M. Kozaki, K. Keyaki, K. Nozaki, H. Matsushita, N. Ikeda, K. Okada
  • 雑誌名: Res. Chem. Intermed 巻: 39 ページ: 185-204
  • DOI: DOI:10.1007/s11164-012-0642-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Electron Transfer of Platinum(II) Bipyridyl Diacetylides Linked byTriphenylamine- and Naphthaleneimide-Derivatives and Their Application to Photoelectric Conversion Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, Y. Matsumoto, R. K. Kimoto, M. Iwamura, K. Nozaki, Y. Muramatsu, A. Konno, K. Okada, etc.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 15 ページ: 8088-8094
  • DOI: DOI:10.1039/c3cp50182e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses and Structural Studies of Tris(N-phenothiazinyl)borane and its Radical Cation (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, K. Yoshida, M. Kozaki, K. Okada
  • 雑誌名: Angew. Chem. 巻: 52 ページ: 2499-2502
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201208392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Re- association of All-trans- 3,4-Dihydro- anhydrorhodovibrin with LH1 Subunits Isolated from Rhodospirillum Rubrum: Selective Binding of All-transIsomer from Mixture of Cisand Trans Isomers (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto,S. Suzuki, M. Kozaki, R. M. Nango, K. Okada, H. Hashimoto, etc.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 86 ページ: 121-128
  • DOI: DOI:10.1246/bcsj.20120230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trinitroxide-Trioxytriphenylamine: Spin-State Conversion from Triradical Doublet to Diradical Cation Triplet by Oxidative Modulation of a π-Conjugated System (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, A. Nagata, M. Kuratsu, M. Kozaki, R. Tanaka, D. Shiomi, K. Sugisaki, K. Toyota, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 ページ: 3193-3197
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201107265
  • 査読あり
• [雑誌論文] (Nitronyl Nitroxide)- substituted Trioxytriphenylamine Radical Cation Tetrachlorogallate Salt: A 2p Electron-Based Weak Ferromagnet Composed of Triplet Diradical Cation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kuratsu, S. Suzuki, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, T. Kanzawa, Y. Hosokoshi, X-Z. Lan, Y. Miyazaki, A. Inaba, K. Okada
  • 雑誌名: Chem. Asian. J. 巻: 7 ページ: 1604-1609
  • DOI: DOI:10.1002/asia.201200084
  • 査読あり
• [雑誌論文] NCN Pincer-Pt Complexes Coordinated by (Nitronyl Nitroxide)-2-ide Radical Anion (2012)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, S. Suzuki, M. Kozaki, K. Okada
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 ページ: 17866-17868
  • DOI: DOI:10.1021/ja308103g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Synthesis of Anhydrorhodovibrin and Analogues (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada ,K. Okada,T. Shinada ,Y. Ohfune , H. Hashimoto
  • 雑誌名: Syn. Lett. 巻: 23 ページ: 2980-2984
  • DOI: DOI:10.1055/s-0032-1317678
  • 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 Complexation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kato, E. Hashimoto, M. Kozaki, S. Suzuki, K. Okada
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett 巻: 53 ページ: 309-312
  • DOI: DOI:10.1016/j.tetlet.2011.11.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of Snowflake-Shaped Dendri- tic Covalent Assemblies with Rigid Conjugated Networks (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kozaki, S. Morita, S. Suzuki, K. Okada
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 77 ページ: 9447-9457
  • DOI: DOI:10.1021/jo3014512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable Neutral Radicals Based on the Polyazaacene Skeltone That Exhibit High Electrochemical Amphotericity (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Miura, H. Chiba, R. Tatoono, H. Kawai, Kenshu Fujiwara, S. Suzuki, K. Okada, T. Suzuki
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett 巻: 53 ページ: 6561-6564
  • DOI: DOI:10.1016/j.tetlet.2012.09.095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excited State Mixed Valence in a Dual-Bridged Three-Chromophore System (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Dibrelle, R. Hoekstra, M. N. Weaver, K. Okada, S. F. Nelsen, J. I. Zink
  • 雑誌名: J. Phys. Org. Chem. 巻: 24 ページ: 578-585
  • DOI: DOI:10.1002/poc.2920
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral Stable Phenalenyl Radical: Synthesis and Electronic-Spin Structure, and Optical Properties of [4]Helicene-Structured Diazaphenalenyl (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ueda, H. Wasa, S. Suzuki, K. Okada, K. Sato, T. Takui, Y. Morita
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 ページ: 6691-6695
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201202654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Persistence of Iodines and Deformation of Molecular Structure in Highly Charged Diiodoacetylene: Anisotropic Carbon Ion Emission (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsuhashi, N. Mitsubayashi, M. Itsukashi, M. Kozaki, K. Okada, N. Nakashima
  • 雑誌名: ChemPhysChem 巻: 12 ページ: 122-126
  • DOI: DOI:10.1002/cphc.201000756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Magnetic Properties of Dimethylmethylenebis(iminonitroxide) Diradical (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, N. Itoh, K. Furuichi, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 40 ページ: 22-24
  • DOI: DOI:10.1246/cl.2011.22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Light-Harvesting Antenna with a Multi-Porphyrin Cascade (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Uetomo, M. Kozaki, S. Suzuki, K. Yamanaka, O. Ito, K. Okada
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 133 ページ: 13276-13279
  • DOI: DOI:10.1021/ja2050343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Progress in Controlling Photophysical Processes of Donor-Acceptor Arrays Involving Perylene Diimides and Boron-dipyrromethenes (2011)
  • 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] Nitroxide-Substituted Nitronyl Nitroxide and Iminonitroxide (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki,M. Kuratsu, D. Shiomi, T. Takui, K. Okadaetc.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 132 ページ: 15908
  • DOI: DOI:10.1021/ja107769z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Charge Separation after Excited Energy Transfer in Snowflake-Shaped Zn-Porphyrin Dendrimer with Anthraquinone Terminals: Enhancement of the Electron-Transfer Rates by "Dendrimer Effect" (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kozaki, K. Akita, K. Okada, O. Ito etc.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 83 ページ: 1223
  • DOI: DOI:10.1246/bcsj.20100046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diaminotriazine-Substituted Nitronyl Nitroxide: A Novel Building Blocks for Organic Magnets Having Multiple Hydrogen Bonding Substituents as Structure-Determining Supramolecular Synthons (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, D. Shiomi, S. Suzuki, K. Okada, T. Takui etc.
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 12 ページ: 526
  • DOI: DOI:10.1039/b90975k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radical-Substituted Dihydrophenazine Radical Cation Salts: Molecular Packing Structure and Bulk Magnetic Property (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Masuda, S. Suzuki, D. Shiomi, K. Okada etc.
  • 雑誌名: Pure Appl. Chem. 巻: 82 ページ: 1025
  • DOI: DOI:10.1351/PAC-CON-09-10-04
  • 査読あり
• [学会発表] 大きな交換相互作用をもつ安定高スピン分子の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田惠次
  • 学会等名: 第51回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20121101-03
• [学会発表] Preparation and Application of Dendrimers with Conjugated Backbones (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kozaki, K. Akita, A. Uetomo, S. Morita, S. Suzuki, K. Okada
  • 学会等名: The 1st International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 20121022-25
• [学会発表] Synthesis and Structure of Palladium Complexes Coordinated by Nitronyl Nitroxides (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yokoi, X. Zhang, S. Suzuki, M. Kozaki, K. Okada
  • 学会等名: ICMM2012
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 20121007-11
• [学会発表] Syntheses and Magnetic Properties of Nitronyl-Nitroxides withan Adjacent Chiral Group (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Tanimoto, S. Suzuki, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 学会等名: ICMM2012
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 20121007-11
• [学会発表] Syntheses and Magnetic Properties of Stable-radicals- substituted π-Donor Molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, A. Nagata, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 学会等名: ICMM2012
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 20121007-11
• [学会発表] Syntheses and Structures of Triphenothiazinylborane and its Analogues in Neutral and Cationic States (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, K. Yoshida, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 学会等名: The 6th Russian-Japanese Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: Rostov-on-Don, Russia
  • 年月日: 20120909-10
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, S. Suzuki, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 学会等名: The 6th Russian-Japanese Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: Rostov-on-Don, Russia
  • 年月日: 20120909-10
• [学会発表] Structures and Redox Properties Triphenothiazinylborane and Their Analogue (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, K. Yoshida, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 学会等名: The 10th International Conference on Heteroatom Chemistry
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120723-25
• [学会発表] Photoinduced Charge Separation in Bis(2-pyridylimino)iso- indoline-Pt-acetylides Linked with Dianisylphenylamine and Naphthalene Diimide (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Horikoshi, S. Suzuki, A. Karimata, R. Sugimura, M. Kozaki, K. Kimoto, K. Nozaki, H. Mastushita, N. Ikeda, K. Akiyama, K. Okada
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Electron Spin Science
  • 発表場所: Miyagi, Japan
  • 年月日: 20120723-25
• [学会発表] Trinitroxide- Trioxytriphenylamine: Neutral and Radical Cation States (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, A. Nagata, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Electron Spin Science
  • 発表場所: Miyagi, Japan
  • 年月日: 20120723-25
• [学会発表] Syntheses and Properties of Metal Complexes Directly Linked to Nitronyl Nitroxide (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, X. Zhang, H. Yokoi, M. Kozaki, K. Okada
  • 学会等名: International Workshop on Open-shell Molecular Systems
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2012-11-26
• [学会発表] Photoinduced Electron Transfer in Donor-Acceptor System Using Platinum Porphyrin (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Sugimura, S. Suzuki, T. Naitoh, M. Kozaki, K. Kimoto, K. Nozaki, K. Okada
  • 学会等名: 14th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
  • 発表場所: Oregon, USA
  • 年月日: 20110724-29
• [学会発表] Highly Efficient Light-Harvesting Antenna with Multi-porphyrine Cascade (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kozaki, A. Uetomo, S. Suzuki, K. Yamanaka, O. Ito, K. Okada
  • 学会等名: 14th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
  • 発表場所: Oregon, USA
  • 年月日: 20110724-29
• [学会発表] Photoinduced Energy and Electron Transfer in a Porphyrine-Naphthalimide as a Light-Harvesting System (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Uetomo, M. Kozaki, S. Suzuki, O. Ito, K. Okada
  • 発表場所: Oregon, USA
  • 年月日: 20110724-29
• [学会発表] Construction of Nanoscale Covalent Assembly Using Snowflake-shaped Dendrimers as the Key Modular Building Blocks (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Morita, M. Kozaki, S. Suzuki, K. Okada
  • 学会等名: PacifiChem2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawai, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Syntheses and Magnetic Properties of Nitroxide-Substituted Nitronyl Nitroxide with High Coplanarity (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kumagai, S. Suzuki,M. Kuratsu, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 学会等名: PacifiChem2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawai, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] New Stable High-spin Diradical: Nitroxide- ubstituted Nitronyl-nitroxide Diradical (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Furui, M. Kuratsu, S. Suzuki, M. Kozaki, D. Shiomi, K. Sato, T. Takui, K. Okada
  • 学会等名: PacifiChem2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawai, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Stable High-Spin Molecules inMaterials Science (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Okada, S. Suzuki, M. Kozaki
  • 学会等名: 環太平洋国際化学会議2010 (PacifiChem2010)
  • 発表場所: Honolulu, Hawai, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Radical-Substituted Radical Cations: Versatile Spin Building Blocks of Molecule-Based Magnets (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Okada, M. Kuratsu, Y. Masuda, S. Suzuki, M. Kozaki, D. Shiomi, T. Takui, Y. Hosokoshi, X.-Z. Lan, A. Inaba, Y. Miyazaki
  • 学会等名: The 12th International Conference on Molecule-Based Magnets (ICMM2010)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20101008-12
• [学会発表] Magnetic Phase Transitions of (Nitronyl nitroxide)-substituted Trioxy- triphenylamine Radical Cation Salts (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Okada
  • 学会等名: 第4回日露国際会議
  • 発表場所: Nizhny Novgorod, Volga and Kama rivers, Russia
  • 年月日: 20100906-07
• [図書] 安定ラジカルと遷移金属のコラボレーション:スピントロニクス材料の開発を目指して (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田惠次,鈴木修一
  • 総ページ数: 70-71
• [図書] 共役鎖内包型デンドリマーの合成と機能探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小嵜正敏,岡田惠次
  • 総ページ数: 1145-1157
  • 出版者: 有機合成化学協会誌
• [備考]
  • URL: http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/chem/phyorg/POCU/News/News.html
• [産業財産権] 銅錯体化合物、銅錯体化合物の製造方法、医療診断蛍光色素、太陽電池、ならびに発光素子 (2013)
  • 発明者名: 岡田惠次、小嵜正敏、鈴木修一、神原隆介、植野光代、石山 泰
  • 権利者名: 公立大学法人大阪市立大学、昭和化学工業
  • 産業財産権番号: 特願 2013-110756
  • 出願年月日: 2013-05-27