【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT0065

利用課題名 / Title

光機能性を有する有機結晶材料の開発

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion

キーワード / Keywords

光デバイス/ Optical Device,X線回折/ X-ray diffraction,センサ/ Sensor,エネルギー貯蔵/ Energy storage,エレクトロデバイス/ Electronic device

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

吉川 功

所属名 / Affiliation

東京大学生産技術研究所第四部

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

飯盛 桂子

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-201：無機微小結晶構造解析装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

固体材料の性質や機能は分子自体の性質だけでなく、固体中での分子の集積構造にも影響を受ける。本研究では合成が比較的容易なシッフ塩基化合物を中心として、単結晶X線構造解析により種々の有機分子の集積構造を調査する。分子の集積構造が、クロミズム特性をはじめとする各種物性に及ぼす影響を検討するとともに、新規な光機能性を示す有機結晶材料の開発を目指す。

実験 / Experimental

各種溶媒を用い、合成した有機化合物の再結晶を試みた。得られた結晶について無機微小結晶構造解析装置 (リガクVariMax Dual)を用いたX線構造解析を行い、結晶中における分子の集積構造を決定した。

結果と考察 / Results and Discussion

柔軟なビフェニル骨格を導入した連結型二量化シッフ塩基として、両端にカルバゾール基を導入したbis-SACz(Fig.1)を合成した。bis-SACzは磨砕によりメカノクロミズム特性を示し、サーモクロミズム(TC)を示す結晶からフォトクロミズム(PC)を示すアモルファス状態への変化を無機小結晶構造解析装置によって確認した。結晶中の分子環境を考慮した量子化学計算を行い、結晶中では周辺分子との相互作用によって孤立分子に比べてenol型とcis-keto型のエネルギー準位がかなり接近し、その結果TCが顕在化することを明らかにした。また、SACz(Fig.1)では磨砕の有無によらずPCだけが見られたことから、柔軟なビフェニル骨格の導入がメカノクロミズムの発現に大きく寄与していると考えられる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

[1] K. Omasa, I. Yoshikawa, H. Houjou, CrystEngComm, 2025, 27, 468-473.

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

1. Koichiro Omasa, Mechanical-force-induced thermochromic-to-photochromic conversion of a coupled Schiff base hinged via a biphenyl moiety, CrystEngComm, 27, 468-473(2025).
   DOI: 10.1039/D4CE01027B
   
2. Minoru Yamaji, Solid-State Photoluminescence of Diphenylnaphthalenes Studied by Photophysical Measurements and Crystallographic Analysis, Molecules, 29, 5941(2024).
   DOI: 10.3390/molecules29245941
   
3. Jiaqi Tian, Kinetic Resolution of a Planar–Chiral [2.2]Paracyclophane via Michael Addition to Nitroolefins Catalyzed by N‐Terminal Guanidinylated Helical Peptide, European Journal of Organic Chemistry, 27, (2024).
   DOI: 10.1002/ejoc.202400117
   
4. Qian Liu, Asymmetric synthesis of spiro[oxindole-3,2′-pyrrolidine]s through organocatalytic 1,3-dipolar cycloaddition via cycloreversion of precursor isatinimine homodimers, Organic & Biomolecular Chemistry, 23, 1098-1103(2025).
   DOI: 10.1039/d4ob01727g
   

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 山路稔，鈴木健吾，吉川功，北條博彦，五島健太，谷文都，岡本秀毅 ，“ジアリールナフタレンによる固体発光と結晶構造の関連性についての考察”2024年光化学討論会（九大），令和6年9月3日
2. 鯉渕領，吉川功，北條博彦“アシルヒドラゾン誘導体結晶の光誘起融解における配座多様性効果”第32回有機結晶シンポジウム（科学大）令和6年10月26日
3. 大政孝一朗，鯉渕領，吉川 功，北條 博彦“ビフェニル型に連結したシッフ塩基の結晶構造と機能におけるハロゲン基の影響”第32回有機結晶シンポジウム（科学大）令和6年10月26日
4. WU Hao，永森遥香，鯉渕領，吉川功，北條博彦“DFT 計算によるポリタイプ結晶の層間界面におけるハロゲン間相互作用の解析 ”第32回有機結晶シンポジウム（科学大）令和6年10月27日
5. 大政孝一朗，吉川功，北條博彦“ビフェニル基で連結した双頭型シッフ塩基の単結晶-単結晶相転移”日本化学会第105春季年会（関大），令和7年3月27日
6. 鯉渕領，吉川功，北條博彦，“光誘起融解を示すアシルヒドラゾン結晶の動作温度拡張の試み”日本化学会第105春季年会（関大），令和7年3月27日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件