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2021 Fiscal Year Research-status Report

Structures/Energetics Manipulation by High Pressure: A New Proposal "Molecular Elasticity"

Research Project

Project/Area Number 21K19029
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

阿部 正明  兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (90260033)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Keywords高圧 / 錯体 / 結晶 / 構造 / 発光
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ダイヤモンドアンビルセル (DAC) を用い、超高圧下で誘起される分子骨格の歪み・捻れ・空隙変形の観察を通じて、新概念「Molecular Elasticity (分子弾性)」を提唱し実証することを目的としている。本年度は以下の研究成果を得た。
(1)発光性多核錯体の合成と結晶試料作成:結晶構造と固体発光特性の圧力応答性を観測するため、柔軟なコア構造を持つ遷移金属d10電子配置の発光性多核クラスター化合物を合成した。具体的にはCu(I)、Ag(I)、Au(I)の四核キュバン型クラスターと六核パドルホイール型クラスターを合成し、単結晶X線構造解析により分子構造と結晶パッキング構造を同定した。
(2)高圧下での粉末X線回折実験と構造解析:SPring-8ビームラインにて、高圧下での粉末X線回折実験と構造解析および高圧発光測定を行ったところ、同一組成の結晶でもパッキング構造の異なる多形間では、構造歪みや発光スペクトルの圧力応答性に違いが生ずることがわかった。興味深いことに、高圧下で起こる単一分子の変形は、その分子対称性を保持したまま進行することが判明した。結晶空隙に溶媒ゲスト分子を含む擬多形結晶においては、個々の分子は対象軸周りの空隙方向へ分子間のぶつかりを解消するように変形した。すなわち高圧下での分子歪みの様子を分子・原子レベルで捉えることに成功した。
(3)高圧下での固体発光ピエゾクロミズム:Ag四核キュバン型クラスターの結晶多形の固体発光において、多形間で異なる圧力応答性すなわち固体発光ピエゾクロミズムが発現することを見出した。さらに本年度に新規合成したAu四核クラスターについても種々の条件下で結晶化を試みたところ、2つの多形が生成することを見出した。これら2多形についても固体発光ピエゾクロミズムを調査中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定した計画は順調に進行し、新しい知見が得られた。来年度への課題も明確化された。

Strategy for Future Research Activity

本年度は比較的限られた試料を用いた研究であったので、今後は対象化合物の拡充を図り研究を進める。具体的にはCu(I)、Ag(I)、Au(I)錯体の多様な核数、コア構造、金属間距離、配位子誘導体をもつクラスター化合物に加え、共同研究により、柔軟な結晶構造をもつ有機包摂結晶や圧力による伸び縮みが期待される新規三重らせん型分子について新たな検討を始める。金属錯体結晶と有機結晶を対象とした研究を実施し、高圧下での構造歪みと固体発光ピエゾクロミズムの網羅的解析と相関解明を行うことにより、高圧印加に伴う分子の弾性的性質 (molecular elasticity) を明らかとする。さらに、分子結晶へ高圧印加することにより、結晶相転移や高圧固相反応の誘起、未知結晶構造の生成も期待される。

Causes of Carryover

当該助成金が生じた状況:成果発表する予定であった学会・シンポジウムが全てオンライン形式となったため、旅費が発生しなかった。
翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画:高騰している貴金属試薬を必要量購入することに物品費を充当する。また、国内・国際学会等が対面式で開催されるようになった場合には、旅費として充当する。

  • Research Products

    (25 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Dinuclear Triple-Stranded Helicates Composed of Tetradentate Ligands with Al(III) Chromophores: Optical Resolution and Multicolor Circularly Polarized Luminescence Properties2021

    • Author(s)
      Toshikazu Ono, Kohei Ishihama, Ai Taema, Takunori Harada, Kiyonao Furusho, Masashi Hasegawa, Yuki Nojima, Masaaki Abe, Yoshio Hisaeda
    • Journal Title

      Angewandte Chemie, International Edition

      Volume: 60 Pages: 2614-2618

    • DOI

      10.1002/anie.202011450

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dinuclear Triple-stranded Helicates Comprising Al(III), Ga(III), or In(III) and a Hydrazine-linked Bisiminopyrrolyl Ligand: Synthesis, Structure, Optical Resolution, and Chiroptical Properties2021

    • Author(s)
      Kohei Ishihama, Toshikazu Ono, Toru Okawara, Takunori Harada, Kiyonao Furusho, Masashi Hasegawa, Yuki Nojima, Taro Koide, Masaaki Abe, and Yoshio Hisaeda
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 94 Pages: 573-578

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200327

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Cuboidal Cu4S4 Cluster Supported by Bulky Iminothiolate Ligands: Synthesis, Solid-State Structure, and Solution Study2021

    • Author(s)
      Yoshiki Ozawa, Hiroki Iida, Hidetoshi Kiyooka, Katutaka Nobori, Keishiro Tahra, Toshikazu Ono, and Masaaki Abe
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 94 Pages: 616-622

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200295

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solid-State Structures and Photoluminescence of Lamellar Architectures of Cu(I) and Ag(I) Paddlewheel Clusters with Hydrogen-Bonded Polar Guests2021

    • Author(s)
      Haruki Inoue, Yuga Yamashita, Yoshiki Ozawa, Toshikazu Ono, Masaaki Abe
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 26 Pages: 6731-6745

    • DOI

      10.3390/molecules26216731

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] イミノチオラト架橋Au(I)四核錯体結晶の固体発光とその多形依存外部刺激応答性2022

    • Author(s)
      中内 健司・小澤 芳樹・田原 圭志朗・阿部 正明
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
  • [Presentation] 二重発光を示すキュバン型ハロゲン化銅(I)四核錯体結晶の発光ピエゾクロミズ2022

    • Author(s)
      藤原 麻友香・飯田 洋輝・小澤 芳樹・田原 圭志朗・阿部 正明
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
  • [Presentation] イミドイルアミジナト白金(II)錯体の結晶構造と発光特性の圧力依存性2022

    • Author(s)
      岸川 亮・福田 篤史・曻 一隆・宮下 花・井上 晴貴・中内 健司・堀内 新之介・小澤 芳樹・阿部 正明・杉本 邦久・作田 絵里・有川 康弘・馬越 啓介
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
  • [Presentation] [2.2]パラシクロファン部を有する有機ボロン錯体結晶の蛍光特性に対する顕著な圧力応答性発光2022

    • Author(s)
      入井 駿・大垣 拓也・小澤 芳樹・阿部 正明・佐藤 寛泰・太田 英輔・松井 康哲・池田 浩
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
  • [Presentation] Anisotropic structural dynamics and piezochromism of silver and copper luminous clusters under high pressure2021

    • Author(s)
      Masaaki Abe
    • Organizer
      環太平洋化学国際会議(Pacifichem 2021)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Luminescence piezochromism of copper(I) iodide multinulecar complexes in crystalline states2021

    • Author(s)
      Hana Miyashita, Hiroki Iida, Yoshiki Ozawa, Keishiro Tahara, Masaaki Abe
    • Organizer
      環太平洋化学国際会議(Pacifichem 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solid-state luminescence vapochromism of a rhenium complex for selective detection of chlorinated volatile organic compounds (VOCs): A non-covalent strategy2021

    • Author(s)
      Yuki Matsuda, Ryota Nakamura, Keishiro Tahara,Yoshiki Ozawa, Toshikazu Ono, Masaaki Abe
    • Organizer
      環太平洋化学国際会議(Pacifichem 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pressure-induced dual-emissive phenomenon of cubane-type copper(I) halide tetranuclear complex in crystalline states2021

    • Author(s)
      Yoshiki Ozawa, Hiroki Iida, Shiori Nagaoka, Keishiro Tahara, Yuichi Akahama, Masaaki Abe
    • Organizer
      環太平洋化学国際会議(Pacifichem 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヨウ素架橋銅(I)二核及び四核錯体の結晶相及びアモルファス相における発光ピエゾクロミズム2021

    • Author(s)
      宮下 花・小澤 芳樹・田原 圭志朗・阿部 正明
    • Organizer
      日本結晶学会2021年会
  • [Presentation] 溶媒蒸気で強発光性が誘起される銅(I)、銀(I)六核錯体結晶2021

    • Author(s)
      井上 晴貴・小澤 芳樹・田原 圭志朗・小野 利和・阿部 正明
    • Organizer
      日本結晶学会2021年会
  • [Presentation] リン光性レニウム(I)錯体結晶のゲスト誘起次元クロスオーバー現象:揮発性有機溶媒に感応した発光強度増大2021

    • Author(s)
      松田 雄貴・小澤 芳樹・田原 圭志朗・小野 利和・杉本 邦久・小林 慎太郎・河口 彰吾・阿部 正明
    • Organizer
      日本結晶学会2021年会
  • [Presentation] [2.2]パラシクロファン置換有機ボロン錯体結晶の顕著なピエゾフルオロクロミズム2021

    • Author(s)
      入井 駿・大垣 拓也・阿利 拓夢・山本 俊・宮下 花・曻 一隆・飯田 洋輝・小澤 芳樹・阿部 正明・佐藤 寛泰・太田 英輔・松井 康哲・池田 浩
    • Organizer
      第31回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] ヨウ化銅(I)多核錯体の結晶相およびアモルファス相における発光ピエゾクロミズム2021

    • Author(s)
      宮下 花・小澤 芳樹・田原 圭志朗・阿部 正明
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会
  • [Presentation] 二重発光性を示す金(I)四核錯体多形結晶における発光の温度、圧力応答性2021

    • Author(s)
      中内 健司・小澤 芳樹・田原 圭志朗・阿部 正明
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会
  • [Presentation] [2.2]パラシクロファン部を有する有機ボロン錯体の結晶の蛍光特性に対する圧力応答性2021

    • Author(s)
      入井 駿・大垣 拓也・阿利 拓夢・山本 俊・宮下 花・曻 一隆・飯田 洋輝・小澤 芳樹・阿部 正明・佐藤 寛泰・太田 英輔・松井 康哲・池田 浩
    • Organizer
      2021年光化学討論会
  • [Presentation] 蒸気誘起発光特性を示す新規レニウム(I)錯体の開発と結晶相ゲスト包接挙動2021

    • Author(s)
      松田 雄貴・小澤 芳樹・田原 圭志朗・小野 利和・杉本 邦久・小林 慎太郎・河口 彰吾・阿部 正
    • Organizer
      第32回配位化合物の光化学討論会
  • [Presentation] 金(I)四核錯体の結晶多形および固体発光サーモクロミズムおよびピエゾクロミズム2021

    • Author(s)
      中内 健司・小澤 芳樹・田原 圭志朗・阿部 正明
    • Organizer
      第32回配位化合物の光化学討論会
  • [Presentation] ヨウ化銅(I)多核錯体の結晶及びアモルファス状態における発光ピエゾクロミズム2021

    • Author(s)
      宮下 花・小澤 芳樹・田原 圭志朗・阿部 正明
    • Organizer
      第32回配位化合物の光化学討論会
  • [Presentation] シクロファン置換有機ボロン錯体の結晶構造と圧力応答性発光の相関2021

    • Author(s)
      入井 駿,大垣 拓也,阿利 拓夢,山本 俊,宮下 花,曻 一隆,飯田 洋輝,小澤 芳樹,阿部 正明,佐藤 寛泰,太田 英輔,松井 康哲,池田 浩
    • Organizer
      第32回配位化合物の光化学討論会
  • [Presentation] イミドイルアミジナト白金(II)錯体の発光の圧力依存性2021

    • Author(s)
      岸川 亮, 福田 篤史,宮下 花,井上 晴貴, 中内 健司, 堀内 新之介, 小澤 芳樹, 阿部 正明, 杉本 邦久, 作田 絵里, 有川 康弘, 馬越 啓介
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会
  • [Presentation] イミドイルアミジナト白金(II)錯体の発光の圧力依存性2021

    • Author(s)
      岸川 亮, 福田 篤史, 堀内 新之介, 小澤 芳樹, 阿部 正明, 杉本 邦久, 作田 絵里, 有川 康弘, 馬越 啓介
    • Organizer
      第58回化学関連支部合同九州大会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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