有機リン化合物のしなやかな反転特性を活かしたπ造形

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
• 研究課題/領域番号: 15H00997
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 武田 洋平 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60608785)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: リン / π共役 / 有機機能材料 / 光・電子物性 / 熱活性化遅延蛍光 / ビルディングブロック / ドナー / ラジカル

研究実績の概要

本研究では、代表者らの専門分野である有機合成化学を駆使して芳香族縮環ジケトホスファニル化合物の合成・分子構造解明・基礎物性（電子受容性，発光挙動）研究を実施したうえで、“しなやかな”ジケトホスファニル化合物のピラミッド反転を合理的に分子設計に還元したelastic-π機能分子の創製を目指している。今年度は、前年度に開発に成功したチオフェン縮環ジケトホスファニル骨格を有するビルディングブロックを用いた発光性、狭バンドギャップポリマーの基礎的物性研究に関する成果を論文にまとめた。領域内の共同研究では、開発した狭バンドギャップポリマーを球体にすることに成功し、FRETによる近赤外光のWGM発光を示すことがわかった。また、領域外の共同研究として、ジケトホスファニル化合物の電気化学的な還元挙動を調べるために、分光電気化学測定やEPR測定を行なったところ、一電子還元によるラジカルアニオン種の発生が確認できた。EPRスペクトルの解析からは、ベンゼン縮環型のジケトホスファニル化合物の場合、主にベンゼン環、及びリン上に不対電子が局在していることを示唆する結果が得られた。また、ジベンゾフェナジンを独自のアクセプターとすることで合成できる、ねじれ型ドナー・アクセプター・ドナー（D-A-D-）型のπ共役化合物が効率的な熱活性化遅延蛍光を示すこと、高効率OLEDデバイスの発光材料として機能することを秋からにした。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ダラム大学/ニューカッスル大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: ダラム大学/ニューカッスル大学
• [国際共同研究] フライブルグ大学(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: フライブルグ大学
• [国際共同研究] シレジアン工科大学(ポーランド)
  • 国名: ポーランド
  • 外国機関名: シレジアン工科大学
• [雑誌論文] Oxidative Self-annulation of 2,5-Diaryl-3,4-diaminothiophene via C-C and C-S Bond Cleavage of the Thiophene Ring: A New Synthesis of an Amino-substituted Triarylthieno[3,4-b]pyrazines and Their Photophysical Properties (2017)
  • 著者名/発表者名: Youhei Takeda, Satoshi Ueta, Satoshi Minakata
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 95 ページ: 137-144
  • DOI: 10.3987/COM-16-S(S)11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermally activated delayed fluorescent phenothiazine-dibenzo[a,j]phenazine-phenothiazine triads exhibiting tricolor-changing mechanochromic luminescence (2017)
  • 著者名/発表者名: Masato Okazaki, Youhei Takeda, Przemyslaw Data, Piotr Pander, Heather Higginbotham, Andrew P. Monkman, Satoshi Minakata
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 8 ページ: 2677-2686
  • DOI: 10.1039/C6SC04863C
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 芳香族アミン類の新奇酸化的変換反応の開発を基盤とする機能性アザπ共役分子の創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田洋平
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 74 ページ: 955-964
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.74.955
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thieno[3,4-c]phosphole-4,6-dione: A Versatile Building Block for Phosphorus-containing Functional π-Conjugated Systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Youhei Takeda, Kota Hatanaka, Takuya Nishida, Satoshi Minakata
  • 雑誌名: Chemistry―A European Journal 巻: 22 ページ: 10360-10364
  • DOI: 10.1002/chem.201602392
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 共役ポリマーブレンド球体内におけるFRETを介した近赤外WGM発光 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大木 理，櫛田 創，武田洋平，南方聖司，桑原純平，神原貴樹，Thang Dao，石井 智，長尾忠昭，山本洋平
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-19
• [学会発表] ジベンゾ[a,j]フェナジンをアクセプターとしたD-A-D-A型π共役大環状化合物の合成と物理化学的性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 和泉彩香，武田洋平，南方聖司
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-19
• [学会発表] リン原子をドナーユニットに有するD-A-D型ジベンゾ[a,j]フェナジン誘導体の合成と物理化学的性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 開原崇仁，岡崎真人，武田洋平，南方聖司
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-19
• [学会発表] ヘテロ元素の特性が切り拓くユニークなπ共役分子の科学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武田洋平
  • 学会等名: 近畿化学協会ヘテロ原子部会 第3回懇話会
  • 発表場所: 大阪科学技術センター, 大阪府大阪市
  • 年月日: 2017-02-06 – 2017-02-06
  • 招待講演
• [学会発表] Conformational-Switchable Donor-Acceptor-Donor Triads Showing High-Contrast Tricolor-Changing Mechanochromic Luminescence (MCL) and Efficient Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) (2017)
  • 著者名/発表者名: Youhei Takeda
  • 学会等名: 3rd International Symposium on π-System Figuration
  • 発表場所: Nagoya University, Higashiyama Campus, E&S Hall, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2017-01-27 – 2017-01-28
• [学会発表] ジベンゾ[a,j]フェナジンをアクセプターに有するD-A-D-A型π共役マクロサイクルの合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 和泉彩香, 武田洋平, 南方聖司
  • 学会等名: 第3回π造形科学若手研究会
  • 発表場所: ゆのくに天祥, 石川県加賀市
  • 年月日: 2016-11-11 – 2016-11-12
• [学会発表] ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするドナー・アクセプター・ドナー型熱活性化遅延蛍光分子の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田洋平
  • 学会等名: π造形科学 第3回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学 片平さくらホール, 宮城県仙台市
  • 年月日: 2016-10-20 – 2016-10-21
  • 招待講演
• [学会発表] Aromatic-fused Diketophosphanyl Compounds: New Entries to Phosphorus-containing π-Conjugated Functional Materials (2016)
  • 著者名/発表者名: Youhei Takeda
  • 学会等名: 16th Baltic Polymer Symposium 2016 (BPS 2016)
  • 発表場所: Klaipeda University Aula Magna conference complex, Klaipeda, Lithuania
  • 年月日: 2016-09-21 – 2016-09-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 超原子価ヨウ素反応剤を活用した新規なチエノピラジン類合成反応の開発と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田洋平, 上田 諭, 南方聖司
  • 学会等名: 第19回ヨウ素学会シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学 西千葉キャンパス, 千葉県千葉市
  • 年月日: 2016-09-16 – 2016-09-16
• [学会発表] ジケトホスファニル骨格を有する新規リン含有機能性π共役分子の創成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田洋平
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] ポリマーブレンド共振器における球体内FRETを介した近赤外WGM発光 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大木理, 櫛田 創, 武田洋平, 南方聖司, 桑原純平, 神原貴樹, Thang Dao, 石井智, 長尾忠昭, 山本洋平
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [学会発表] ジベンゾ[a,j]フェナジンをアクセプターに有する D-A-D-A 型π共役マクロサイクルの合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 和泉彩香, 武田洋平, 南方聖司
  • 学会等名: 第27回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場, 広島県広島市
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-03
• [学会発表] メゾ位にケイ素およびリンを含む新規ポルフィリノイドの合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大森裕土, 廣戸 聡, 武田洋平, 南方聖司, 忍久保洋
  • 学会等名: 第27回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場, 広島県広島市
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-03
• [学会発表] Syntheses, Properties, and OLED Applications of Novel and Efficient Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) Molecules based on a U-Shaped D-A-D Scaffold: The Synergy of Chemistry and Physics (2016)
  • 著者名/発表者名: Youhei Takeda
  • 学会等名: MAXIMISING THE RISC: The Inaugural Workshop on Thermally-activated Delayed Fluorescnece
  • 発表場所: Durham University, Durham, the United Kingdom
  • 年月日: 2016-06-16 – 2016-06-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Thieno[3,4-c]phosphole-4,6-diones: Novel and Versatile Phosphorus-Containing Building Blocks For Functional π-Conjugated Small Molecules and Polymers (2016)
  • 著者名/発表者名: Youhei Takeda
  • 学会等名: 2nd International Symposium on π-System Figuration
  • 発表場所: Community Center Urawa, Urawa, Japan
  • 年月日: 2016-04-14 – 2016-04-15
  • 国際学会
• [備考] 大阪大学プレスリリース
  • URL: http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~komaken/pablication/img/img59.pdf
• [備考] Atlas os Science
  • URL: http://atlasofscience.org/a-new-organophosphorus-scaffolds-for-functional-materials/