有機金属複合体など凝縮重電子系複合体の光反応の理論的研究

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 理論と実験の協奏による柔らかな分子系の機能の科学
• 研究課題/領域番号: 26104538
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 倉重 佑輝 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (30510242)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 有機金属複合体 / 励起状態計算 / 分子集合体 / 金属錯体 / 光反応 / 電子相関理論 / 多参照理論

研究実績の概要

本研究が対象とする凝縮重電子系複合体のサンドイッチ多核Pd錯体について理論研究を行い、具体的には前年度の一次元π共役分子(カロテノイド分子)の理論解析からの発展によりベンゼンやシクロオクタテトラエンなど環状π共役分子を用いたサンドイッチ多核Pd錯体の理論解析に取り組んだ。特に、ベンゼン分子のみでサンドイッチしたPd錯体が安定に得られないのに対して片方をシクロオクタテトラエンにしたPd錯体は安定に得られる原理を凝縮重電子系複合体における電子論的な考察から説明を与え、これから同様の環状π共役分子を用いた新たなサンドイッチ錯体の分子設計に対し指針を得ることができた。また長波長の光エネルギーを三重項三重項消滅を利用してより短波長の発光に変換するフォトンアップコンバージョン現象のπ共役分子集合体における機構解明について理論研究を行った。具体的には溶液中ではフォトンアップコンバージョン現象が確認されなかった分子を集合化させることにより初めて現象が確認されるという凝縮重電子系複合体ならでわの凝集誘起フォトンアップコンバージョン現象について理論計算から機構を解明する事に成功した。特に分子の置換基効果から三重項の失活機構が大きく異なることが理論的に明らかになり、今後の凝集誘起フォトンアップコンバージョン材料に用いる分子の設計に対する指針を得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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] A pentanuclear iron catalyst designed for water oxidation (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Okamura, M. Kondo, R. Kuga, Y. Kurashige, T. Yanai, S. Hayami, V.K.K. Praneeth, M. Yoshida, K. Yoneda, S. Kawata, and S. Masaoka
  • 雑誌名: Nature 巻: 530 ページ: 465-468
  • DOI: 10.1038/nature16529
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multinuclear metal-binding ability of a caroten (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Horiuchi, Y. Tachibana, M. Yamashita, K. Yamamoto, K. Masai, K. Takase, T. Matsutani, S. Kawamata, Y. Kurashige, T. Yanai, T. Murahashi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 6742-6749
  • DOI: 10.1038/ncomms7742
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aggregation-induced photon upconversion through control of the triplet energy landscapes of the solution and solid states (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Duan, N. Yanai, Y. Kurashige, N. Kimizuka
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 127 ページ: 7654-7659
  • DOI: 10.1002/anie.201501449
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fully Internally Contracted Multireference Configuration Interaction Theory Using Density Matrix Renormalization Group: a Reduced-Scaling Implementation Derived by Computer-Aided Tensor Factorization (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Saitow, Y. Kurashige, T. Yanai
  • 雑誌名: M. Saitow, Y. Kurashige, T. Yanai 巻: 11 ページ: 5120-5131
  • DOI: 10.1021/acs.jctc.5b00270
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Acid/Base-regulated reversible electron transfer disproportionation of N-N linked bicarbazole and biacridine derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Pandit, K. Yamamoto, T. Nakamura, K. Nishimura, Y. Kurashige, T. Yanai, G. Nakamura, S. Masaoka, K. Furukawa, Y. Yakiyama, M. Kawano, S. Higashibayashi
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 6 ページ: 4160-4173
  • DOI: 10.1039/c5sc00946d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modulation of benzene or naphthalene binding to palladium cluster sites by the backside-ligand effect (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishikawa, S. Kimura, K. Takase, K. Yamamoto, Y. Kurashige, T. Yanai, T. Murahashi
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 154 ページ: 2482-2486
  • DOI: 10.1002/ange.201409499
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Molecular Wires Strapped by π-Conjugated Side Chains: Integration of Dehydrobenzo[20]Annulene Units (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Terao, M. Ohsawa, H. Masai, Y. Kurashige, T. Fujihara, and Y. Tsuji
  • 雑誌名: The Journal of Organic Chemistry 巻: 80 ページ: 8874-8880
  • DOI: 10.1021/acs.joc.5b01414
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Applications of DMRG-based multireference correlation theories (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurashige
  • 学会等名: 251st ACS National Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, California, USA
  • 年月日: 2016-03-13 – 2016-03-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Applications of DMRG-based multireference correlation theories (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurashige
  • 学会等名: The 15th International Congress of Quantum Chemistry (ICQC) Satellite
  • 発表場所: AICS, Kobe, Hyogo, Japan
  • 年月日: 2015-06-18 – 2015-06-18
  • 国際学会 / 招待講演