共有結合を介した有機-無機界面の構築

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550165
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 水谷 義 同志社大学, 理工学部, 教授 (40229696)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 有機―無機複合体 / アルコール / ポルフィリン / 有機薄膜

研究概要

無機物の表面に有機物を結合させる方法は、有機物質と無機物質や金属とが複合化した材料を作る上で重要である。骨などのバイオセラミックス、有機分子を利用した太陽電池やトランジスタ、シリカゲルに固定された有機触媒などへの応用が考えられる。有機分子としてアルコールを用いて、シリケートガラス表面の水酸基と縮合反応によって結合させることを検討した。これまで反応が起こりにくいとされた3級アルコールも反応し、その有機薄膜はアルカリ性で安定であることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Ring-opening with One Dioxygen Molecule in the Coupled Oxidation of Iron Tetraarylporphyrins (2014)
  • 著者名/発表者名: Jonas P. L. Sandell, Kazuhisa Kakeya, Tadashi Mizutani
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 55 ページ: 1532-1535
• [雑誌論文] Tris(3-hydroxypropyl)methyl as a stable linker for porphyrin monolayer on silicate glass (2014)
  • 著者名/発表者名: Nao Furuta and Tadashi Mizutani
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 556 ページ: 174-185
• [雑誌論文] Nucleophilic Ring Opening of meso-Substituted 5-Oxaporphyrin by Oxygen, Nitrogen, Sulfur, and Carbon Nucleophiles (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Kakeya, Masakatsu Aozasa, Tadashi Mizutani, Yutaka Hitomi, Masahito Kodera
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 79 ページ: 2591-2600
• [雑誌論文] Kinetics and Mechanisms of Hydrolysis of Tetraphenylporphyrins Tethered to Silicate Glass via a Primary or Tertiary Alcohol Linker (2014)
  • 著者名/発表者名: Nao Furuta, Takaaki Yagi, and Tadashi Mizutani
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 70 ページ: 4336-4342
• [雑誌論文] Synthesis, Reactivity, and Spectroscopic Properties of meso-Triaryl-5-oxaporphyrins (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Kakeya, Aya Nakagawa, Tadashi Mizutani, Yutaka Hitomi, and Masahito Kodera
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 77,(15) ページ: 6510-6519
• [学会発表] 「有機薄膜太陽電池に用いるアクセプター材料の開発:極性基を有する新規メタノフラーレン類の設計・合成とデバイスへの応用」Development of Novel Acceptor Materials for Organic Solar Cells : Synthesis of Novel Methanofullerenes having Polar Groups and the Application to Photovoltaic Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: 高木阿久斗、森脇和之、水谷 義、飛騨浩一、松元 深、岩井利之、高尾優子、伊藤貴敏、水野卓巳、大野敏信
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 「銅フタロシアニン/新規メタノフラーレン誘導体を活性層とするp-n接合型有機薄膜太陽電池の開発」(阪市工研・同志社大院理工・JST CREST)Development of p-n Heterojunction Organic Photovoltaic Cells Consisting of Copper Phthalocyanine and Novel Methanofullerenes as an Active Layer (2014)
  • 著者名/発表者名: 森脇和之、田中浩平、水谷 義、飛騨浩一、松元 深、岩井利之、高尾優子、伊藤貴敏、水野卓巳、大野敏信
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] リン酸化ポリビニルアルコールの合成とカルシウムイオンとの相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 日下部茜・水谷義
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 19-ビリノンから5-オキサポルフィリンへの閉環反応とturnon型亜鉛イオンセンシングへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島拓哉・掛谷和久・深川裕之・水谷義
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 水溶性5-オキサポルフィリンの合成とキャラクタリゼーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 中浦斎・清水敦子・中川礼・掛谷和久・水谷義
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] シリケートガラス及びシリカゲル表面の1級及び3級ヒドロキシポルフィリン単分子膜の形成反応及び加溶媒分解反応挙動の比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古田尚・矢木孝明・水谷義
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] テトラピロール類色素の合成とバイオ・エレクトロニクスへ応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水谷義
  • 学会等名: 第5回「けいはんなのトップシーズを聴く会」～同志社大学のトップシーズ紹介～
  • 発表場所: 神戸国際会館セミナーハウス
  • 年月日: 2014-01-30
• [学会発表] テトラアリルポルフィリン鉄錯体の共役酸化反応機構 -置換基効果と酸素1分子による開環メカニズム- (2013)
  • 著者名/発表者名: 掛谷 和久・Jonas P. L. Sandell・清水 敦子・赤阪 健太・水谷 義
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学千原キャンパス
  • 年月日: 20131102-04
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池に用いるアクセプター材料の開発:極性基を有する新規メタノフラーレン類の設計・合成とデバイスへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高木阿久斗・水谷 義・飛彈浩一・松元 深・岩井利之・森脇和之・高尾優子・伊藤貴敏・水野卓巳・大野敏信
  • 学会等名: 第3回CSJ化学フェスタ2013 (同大院理工・阪市工研)
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 20131021-23
• [学会発表] ビリノンの閉環反応における置換基効果と亜鉛センシングへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 深川裕之・掛谷和久・水谷 義
  • 学会等名: 第3回CSJ化学フェスタ2013
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 20131021-23
• [学会発表] ヒドロキシアパタイトとの複合化を目指したリン酸を側鎖に持つ高分子ゲルの合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長嶺功太・水谷 義
  • 学会等名: 第3回CSJ化学フェスタ2013
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 20131021-23
• [学会発表] α-ブロモ-p-トリルポルフィリンによるシリケートガラス表面修飾 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤本隆宏・古田 尚・水谷 義
  • 学会等名: 第3回CSJ化学フェスタ2013
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 20131021-23
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池に用いる高開放端電圧を指向した新規サブナフタロシアニン誘導体の設計、合成および評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本晃士・枡岡友明・水谷義・高尾優子・森脇和之・松元深・水野卓巳・大野敏信 (同大院理工・阪市工研)
  • 学会等名: 第23回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 20130919-21
• [学会発表] Zn^<2+>, Cu^<2+>により誘起される19位置換ビリノンから5-オキサポルフィリンへの閉環反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 掛谷和久、寺岡明浩、深川裕之、水谷義
  • 学会等名: 第24回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 学習院大学目白キャンパス
  • 年月日: 20130905-07
• [学会発表] Coupled Oxidation of Tetraarylporphyrins as Synthetic Routes to Bilindione, 19-Bilinones and 5-Oxaporphyrins (2013)
  • 著者名/発表者名: TADASHI MIZUTANI, KAZUHISA KAKEYA, JONAS P. L. SANDELL, Atsuko SHIMIZU, AND KENTA AKASAKA
  • 学会等名: 15TH ASIAN CHEMICAL CONGRESS 2013
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20130819-23
• [学会発表] ポルフィリンの酸化反応と光・電子機能材料への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水谷義
  • 学会等名: 岡山大学自然科学研究科講演会
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] Reaction mechanism for coupled oxidation of tetraarylporphyrin iron complex -substituent effects and two molecular mechanism for ring-opening- (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Kakeya, Jonas P. Sandell, Atsuko Shimizu, Kenta Akasaka, Tadashi Mizutani
  • 学会等名: The 8th Joint Symposium between Chonnan National University and Doshisha University
  • 発表場所: Doshisha University
  • 年月日: 2013-10-19
• [学会発表] 半導体有機分子のガラスへの吸着配向の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 切畑雄貴・古田尚・水谷義
  • 学会等名: 2012年 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 20121110-11
• [学会発表] ヒドロキシアパタイトを吸着する高分子ゲルの設計と合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾山誠一・ 水谷義
  • 学会等名: 2012年 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 20121110-11
• [学会発表] テトラアリルポルフィリンの共役酸化反応機構のハメット則による検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水敦子・掛谷和久・Jonas Sandell・水谷義
  • 学会等名: 基礎有機化学 第23回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] テトラアリルポルフィリンの共役酸化反応とヘムの酵素酸化反応との比較研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 掛谷 和久・清水 敦子・Sandell Jonas・水谷 義
  • 学会等名: 第27回生体機能関連化学シンポジウム、第15回バイオテクノロジー部会シンポジウム、第15回生命化学研究会シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
  • 年月日: 20120906-08
• [学会発表] 種々のヒドロキシポルフィリンによるシリケートガラス表面の修飾およびその単分子膜の安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古田尚、水谷義
  • 学会等名: 日本ゾル-ゲル学会第10会討論会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 20120726-27
• [学会発表] Synthesis, Reactivity, and Spectroscopic Properties of meso-Triaryl-5-oxaporphyrins (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Kakeya, Aya Nakagawa, Masakatsu Aozasa, and Tadashi Mizutani
  • 学会等名: 7th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20120701-06
• [学会発表] Isotope Labeling Study of Reaction Mechanisms Governing the Coupled Oxidation of meso-Substituted Porphyrins (2012)
  • 著者名/発表者名: Jonas Sandell, Kazuhisa Kakeya, Tadashi Mizutani
  • 学会等名: 7th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20120701-06
• [学会発表] Modification of the Surface of Silicate Glass by Hydroxyporphyrins and Chemical Stability and Reactivity of Their Monolayers (2012)
  • 著者名/発表者名: Furuta Nao, Mizutani Tadashi
  • 学会等名: 7th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20120701-06
• [学会発表] カチオン性水溶性蛍光色素オキサポルフィリン (2012)
  • 著者名/発表者名: 水谷義
  • 学会等名: 第29回近滋賀県彦根市彦富町畿バイオインダストリー振興会議 技術シーズ公開会
  • 発表場所: 大阪科学技術センター
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] Kinetic Studies of Reversible Monolayer Formation of Various Hydroxyporphyrins on Silicate Glass (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Furuta and T. Mizutani
  • 学会等名: ケイ素-酸素系に基づく機能材料に関するシンポジウム(International symposium, Functional Materials based on Silicon-oxygen Systems)
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] 水溶性ポルフィリンによる生体機能化学-疎水性相互作用の熱力学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水谷義
  • 学会等名: 第5回機能超分子セミナー
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-07-18
• [備考]
  • URL: http://www1.doshisha.ac.jp/~biofunct/