発光性錯体を元素ブロックとする機能性高分子の創製

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: 元素ブロック高分子材料の創出
• 研究課題/領域番号: 25102507
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 鍋島 達弥 筑波大学, 数理物質系, 教授 (80198374)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 超分子化学 / 発光性錯体 / 外場応答性

研究実績の概要

発光性錯体である新規元素ブロックを開発し、これらを特異な三次元構造を取るように配列させることで、精密な構造と外部因子応答性をもつ機能性高分子の創製を目的とし、以下の検討を行った。初年度得られた結果をもとに研究をさらに展開し、領域内の共同研究も行うことで新規な機能性高分子の合成にも成功した。
特にチオフェンを導入したジピリンのホウ素錯体が通常のジピリンホウ素錯体よりも長波長側に光学特性を有することに着目し、これを元素ブロックとした高分子の合成を行った。まず最初の例は発光性ナノチューブの合成で、含チオフェンジピリンのメソ位にアルキル基を導入し、その末端にはテルチオフェンをもつ化合物を合成した。またそのホウ素錯体の合成にも成功した。この分子は置換基を持たない含チオフェンジピリンホウ素錯体とほぼ同じ光学特性を有していた。さらにこの発光性分子を元素ブロックとして、ポーラスアルミナ細孔内で電解重合するとナノチューブが形成することを電子顕微鏡観察によって明らかにし、EDX測定を行うことで確かに用いた元素ブロックから形成したナノチューブであることも証明した。また、こうして得られたナノチューブは発光性分子が集積した構造をとると考えられるにもかかわらず消光を起こさず、元素ブロックとほぼ同じ領域に十分強い発光を示すことを明らかにした。もう一つの機能性高分子としては、ポリエチレングリコール部位を有するヒアルロン酸にチオフェンジピリンホウ素錯体を導入したポリマーを合成した。この化合物は光音響シグナルを高い効率で発することを見いだした。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal Structure of the One-dimensional Metal-organic Polymer Catena-poly[[tris(μ-2,4,6-trimethylbenzoato- κ2O :O ′)dizinc]-μ-2,4,6-trimethylbenzoato-κ2O :O ′] (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamura and T. Nabeshima
  • 雑誌名: Acta Cryst. 巻: E71 ページ: m14-m15
  • DOI: 10.1107/S2056989014027418
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Facile and High-yield Formation of Dipyrrin-Boronic Acid Dyads and Triads: Light-Harvesting System in the Visible Region Based on Efficient Energy Transfer (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamura, S. Yazaki, M. Seki, Y. Matsui, H. Ikeda and T. Nabeshima
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 13 ページ: 2574-2581
  • DOI: 10.1039/C4OB02351J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Ethanol in Alcoholic Beverages or Vapor Phase using Fluorescent Molecules embedded in a Nanofibrous Polymer (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Akamatsu, T. Mori, K. Okamoto, H. Komatsu, K. Kumagai, S. Shiratori, M. Yamamura, T. Nabeshima, H. Sakai, M. Abe, J. Hill and K. Ariga
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 7 ページ: 6189-6194
  • DOI: 10.1021/acsami.5b00289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Herringbone Structures of 2,7-Dihalogenated Acridine Tailored by Halogen-Halogen Interactions (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamura, S. Ikuma and T. Nabeshima
  • 雑誌名: J. Mol. Struct. 巻: 1093 ページ: 59-64
  • DOI: 10.1016/j.molstruc.2015.03.042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Helicity Control of a Single-Helical Oligooxime Complex and Acid－Base Triggered Repeated Helicity Inversion Mediated by Amino Acids (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Sairenji, S. Akine, and T. Nabeshima
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 ページ: 1107-1109
  • DOI: 10.1246/cl.140263
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Highly Selective and Sensitive Turn-on Chemodosimeter for Hypochlorous Acid Based on an Iridium(III) Complex and Its Application to Bioimaging (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Lu and T. Nabeshima
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 43 ページ: 9529-9536
  • DOI: 10.1039/C4DT00616J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordination Driven Macrocyclization for "Locking" of Photo- and Thermal cis→trans Isomerization of Azobenzene (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamura, K. Yamakawa, Y. Okazaki and T. Nabeshima
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 20 ページ: 16258-16265
  • DOI: 10.1002/chem.201404620
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorus-containing Chiral Molecule for Fullerene Recognition Based on Concave/Convex Interaction (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamura, T. Saito and T. Nabeshima
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 138 ページ: 14299-14306
  • DOI: 10.1021/ja507913u
  • 査読あり
• [学会発表] 新規キラルBODIPYの合成および光学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 牛坊勇貴・山村正樹・鍋島達弥
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会(2015)
  • 発表場所: 日本大学理工学部（千葉・船橋）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] チオフェン部位を有する新規BODIPYの合成と光学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齊川誠・齋野奏輔・山村正樹・鍋島達弥
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会(2015)
  • 発表場所: 日本大学理工学部（千葉・船橋）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] m-フェニレンスペーサーで架橋した環状BODIPYオリゴマーの合成と機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口玄人・中村貴志・鍋島達弥
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会(2015)
  • 発表場所: 日本大学理工学部（千葉・船橋）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] BODIPY Derivatives Incorporating Dithiacrown Ether Substituents Showing Combined Environmental Polarity and Heavy Metal Cation Sensing Functionality (2015)
  • 著者名/発表者名: RICHARDS, Gary James; GOBO, Yuki; YAMAMURA, Masaki; NABESHIMA, Tatsuya
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会(2015)
  • 発表場所: 日本大学理工学部（千葉・船橋）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Synthesis of Phosphorus-Containing Host Molecule for Facile Separation and Functionalization of Curved Carbon Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaki Yamamura, Tatsuya Nabeshima
  • 学会等名: 2015 CENIDE-CNMM-TIMS Joint Symposium on Nanoscience and -technology
  • 発表場所: Duisburg (Germany)
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-17
• [学会発表] Synthesis of BODIPY Derivatives Showing Environmental Polarity and Heavy Metal Sensing Functionality (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Gobo, Gary James Richards, Tatsuya Nabeshima
  • 学会等名: 2015 CENIDE-CNMM-TIMS Joint Symposium on Nanoscience and -technology
  • 発表場所: Duisburg (Germany)
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-17
• [学会発表] 多彩な形と働きを生み出す超分子の世界 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鍋島達弥
  • 学会等名: 金沢大学2014年度理学談話会（化学）
  • 発表場所: 金沢大学（金沢）
  • 年月日: 2015-01-15
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Optical Properties of BODIPY Oligomers Linked by Aromatic Ring (2014)
  • 著者名/発表者名: Sousuke Saino and Tatsuya Nabeshima
  • 学会等名: the 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC2014)
  • 発表場所: つくば国際会議業（茨城・つくば）
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] 赤外・近赤外領域に発光特性を有するチオフェン架橋BODIPYオリゴマー (2014)
  • 著者名/発表者名: 鍋島達弥・齋野奏輔
  • 学会等名: 第1回島津新素材セミナー2014（東京）「元素ブロック」新素材シーズとニーズの出会い ～有機/無機ハイブリッドを超越した新素材の創出～
  • 発表場所: ベルサール神保町アネックス（東京）
  • 年月日: 2014-10-29
• [学会発表] 柔軟な骨格を有するジピリンの合成と蛍光における溶媒効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 牛坊勇貴・Richards Gary・鍋島達弥
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京）
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [学会発表] 自己集積型超分子のための含複素環BODIPY誘導体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齊川誠・中村貴志・山村正樹・鍋島達弥
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京）
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [学会発表] 環境に応答した蛍光を示すクラウンエーテルおよびチアクラウンエーテル部位を有するBODIPY誘導体 (2014)
  • 著者名/発表者名: リチャーズ ゲーリー ジェームズ・牛坊 勇貴・鍋島 達弥
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城・仙台）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] N2O2型ジピリン-スズ錯体の合成、構造および光学特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 牛坊勇貴・山村正樹・鍋島達弥
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城・仙台）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] 複数の配位部位を有するBODIPY誘導体の合成と超分子形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齊川誠・中村貴志・山村正樹・鍋島達弥
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城・仙台）
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] 新しいジピリンの化学に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 鍋島達弥
  • 学会等名: 第49回ヘテロ原子化学セミナー
  • 発表場所: 和倉温泉ホテル海望（石川・七尾）
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] 多彩な構造・機能変換が可能な超分子システムの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鍋島達弥
  • 学会等名: 早稲田大学理工学部/大学院理工学研究科 講演会
  • 発表場所: 早稲田大学西早稲田キャンパス (東京)
  • 年月日: 2014-09-01
  • 招待講演
• [学会発表] Multimetal Supramolecular Systems for Cooperative Regulation of Unique Structures and Functions (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Nabeshima
  • 学会等名: International Summit on Past and Present Research Systems of Green Chemistry
  • 発表場所: Philadelphia (USA)
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-27
  • 招待講演
• [学会発表] Fluorescent Dipyrrin-Typical-element Complexes Responding to External Stimuli (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Nabeshima
  • 学会等名: International Summit on Past and Present Research Systems of Green Chemistry
  • 発表場所: Philadelphia (USA)
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-27
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Optical Properties of BODIPY Derivatives Having Aromatic Units (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya, Nabeshima
  • 学会等名: 新学術領域「元素ブロック高分子材料の創出」A01班個別班会議
  • 発表場所: 早稲田大学西早稲田キャンパス（東京）
  • 年月日: 2014-06-28
• [学会発表] メタロ超分子の構築とその不斉構造および不斉情報の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鍋島達弥
  • 学会等名: シンポジウム「モレキュラー・キラリティー2014」
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城・仙台）
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-07
  • 招待講演
• [学会発表] 柔軟な骨格を有するジピリンの合成と発光の外場応答性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 牛坊勇貴・リチャード ゲイリー・鍋島達弥
  • 学会等名: 第12回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京）
  • 年月日: 2014-05-31 – 2014-06-01
• [学会発表] 含窒素複素環を導入した新規BODIPY誘導体の合成と錯形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齊川誠・山村正樹・鍋島達弥
  • 学会等名: 第12回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京）
  • 年月日: 2014-05-31 – 2014-06-01
• [学会発表] Synthesis and Optical Properties of BODIPY Derivatives Having Aromatic Units (2014)
  • 著者名/発表者名: Sousuke Saino, Masaki Yamamura, Tatsuya Nabeshima
  • 学会等名: International Symposium on Polymeric Materials Based on Element-Blocks
  • 発表場所: 60th Anniversary Hall, Kyoto Institute of Technology（京都・京都）
  • 年月日: 2014-05-31
• [図書] Synergy in Supramolecular Chemistry (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Nabeshima (Editor)
  • 総ページ数: 349
  • 出版者: CRC Press
• [備考] 筑波大学 数理物質系 化学域 鍋島研究室（超分子化学研究室）
  • URL: http://www.chem.tsukuba.ac.jp/nabesima/