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2021 年度 実績報告書

塩-共結晶連続体を利用した有機準安定結晶の計画的創出と機能開拓

公募研究

研究領域ソフトクリスタル:高秩序で柔軟な応答系の学理と光機能
研究課題/領域番号 20H04675
研究機関九州大学

研究代表者

小野 利和  九州大学, 工学研究院, 准教授 (20643513)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード塩ー共結晶連続体 / 包接結晶 / 中性子構造解析 / 単結晶X線構造解析 / 分子内電荷移動 / ベイポクロミズム
研究実績の概要

Lewis酸塩基複合体を用いた多成分結晶の空間制御に着目し、Liquid-Assisted Grinding(LAG)中で複数種類の分子の自己組織化を進行させたことで紫外光照射下において水色から黄色に多色発光を示す多成分結晶の創製を達成した。色素(1)単独の固体は、ピリジル基とカルボン酸によるNーO水素結合に由来して難溶解性を示したが、Lewis酸であるトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(TPFB)存在下でLAGを行うとNーO水素結合からホウ素ー窒素結合に切り替わるとともに、遊離したカルボン酸同士が二量化したLewis酸塩基複合体の形成が確認された。このLewis酸塩基複合体は結晶格子内に芳香族分子をゲストとして取り込むための多孔性空間を有しており、ゲスト分子の種類を変えることで固体発光色を制御できることが示された。これはTD-DFT計算により色素(1)とゲスト分子との間で生じる電荷移動相互作用に起因した光学特性であることが明らかとなった。粉末X線回折パターンや光学特性評価を通じて3成分の複雑な系でもLAGによって水素結合やホウ素–窒素結合、電荷移動相互作用などの多数の分子間相互作用が協奏的に働いたことで自己組織化が進行したことが示唆された。将来的には、LAGを活用することで自己組織化挙動のスクリーニングに役立つほか、更に複雑な系を持つ多成分結晶の創製につながることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Design of Dimeric Dinuclear Boron Complexes with Flexible Linkers: Aggregation-induced White-light Emission <i>via</i> Molecular Engineering2022

    • 著者名/発表者名
      Ihara Megumi、Cui Luxia、Konishi Yuto、Hisaeda Yoshio、Ono Toshikazu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 ページ: 300~302

    • DOI

      10.1246/cl.210794

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insights into Proton Dynamics in a Photofunctional Salt‐Cocrystal Continuum: Single‐Crystal X‐ray, Neutron Diffraction, and Hirshfeld Atom Refinement2021

    • 著者名/発表者名
      Yano Yoshio、Ono Toshikazu、Ohhara Takashi、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 27 ページ: 17802~17807

    • DOI

      10.1002/chem.202103044

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen Bond Engineering Visualized by Picometer-Level Distortion of Planar Porphyrin Isomers2021

    • 著者名/発表者名
      Koga Daiki、Ono Toshikazu、Shinjo Hyuga、Hisaeda Yoshio
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 12 ページ: 10429~10436

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.1c03020

    • 査読あり
  • [備考] 九州大学大学院工学研究院応用化学部門分子教室 久枝研究室ホームページ

    • URL

      http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~yhisaeda/?page_id=67

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公開日: 2022-12-28  

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