「高効率ブーメラン型フォトクロミック系の構築」
阿 部 二 朗
Jiro Abe
青山学院大学・理工学部・化学・
生命科学科・准教授
連絡先
〒229-8558 神奈川県相模原市淵野辺5-10-1 Ｊ棟506室
Phone: 042-759-6225, Fax: 042-759-6225
E-mail: jiro_abe＠chem.aoyama.ac.jp（＠を半角に直してください）
不在時の連絡先
木本 篤志（助手, 042-759-6414）
専 門
物性化学、分光化学
役割分担
「高効率ブーメラン型フォトクロミック系の構築」 A02班 計画研究
略 歴
1991年3月早稲田大学大学院理工学研究科応用化学専攻博士後期課程修了、成蹊大学工学部助手、東京工芸大学工学部専任講師、助教授、東京都立大学大学院工学研究科助教授、青山学院大学理工学部助教授を経て、2007年4月より青山学院大学理工学部化学・生命科学科准教授
学 位
工学博士（早稲田大学、1991年）
主な所属学会
日本化学会、高分子学会、日本液晶学会、応用物理学会、電気化学会、日本写真学会、
分子科学会、米国化学会
受賞等
日本写真学会論文賞（1999年）、日本液晶学会論文賞（2002年）
本特定領域での研究目標と方針
ヘキサアリールビスイミダゾール（HABI）は1960年に林太郎、前田候子らにより発見された国産のフォトクロミック分子として知られており、紫外光照射に伴いローフィルラジカルを生成するラジカル解離型フォトクロミズムを示す。HABIは光励起後150fsという非常に速い時間領域で光解離種であるローフィルラジカルを生成する。このような速い光応答は他のフォトクロミック化合物では見られず、光解離型フォトクロミズムのHABIに特有な超高速応答である。このことは、励起状態のポテンシャルエネルギー曲面が解離反応に特有な単調減少型の形状を有していることを示唆しており、活性化エネルギーを持たないために極低温でも反応が進行する。われわれは電子スピンが深く関わるHABIの潜在的な可能性に着目して、スピン状態光制御という観点から独自な展開を図ってきた。これまでに、HABI誘導体の単結晶中で可逆的に生成する光誘起ラジカル対の分子構造と電子構造を世界に先駆けて明らかにした。さらに、ラジカルの散逸抑制を目的とした新規誘導体を合成し、この散逸抑制型HABIではラジカル特有の副反応が抑えられているため、繰り返し耐久性が大幅に向上し、かつ従来の誘導体より高速な消色反応速度を有することを明らかにした。
本研究ではこれまでの研究の流れをさらに加速させて、理論化学的方法論に立脚した分子設計により、遷移状態を含む反応経路の最適化を行い、従来のHABI誘導体を凌駕する消色反応速度を有する高速ブーメラン型フォトクロミック系の創出を目指す。すなわち、光照射時にのみ高効率で着色し、光遮断によりミリ秒以下の時間領域で消色反応が終了する系を開発することで、高速スマートウィンドウや、実時間ホログラフィーなどのように高速熱戻り反応が主役となって活躍する応用領域を開拓する。
- Y. Kishimoto, J. Abe, A Fast Photochromic Molecule That Colors Only under UV Light, J. Am. Chem. Soc., 131(12), 4227-4229 (2009).
- K. Fujita, S. Hatano, D. Kato, J. Abe, Photochromism of a Radical Diffusion-Inhibited Hexaarylbiimidazole Derivative with Intense Coloration and Fast Decoloration Performance, Org. Lett., 10(14), 3105-3108 (2008).
- S. Hatano, J. Abe, Activation Parameters for the Recombination Reaction of Intramolecular Radical Pairs Generated from Radical Diffusion-Inhibited HABI Derivative, J. Phys. Chem. A, 112(27), 6098-6103 (2008).
- F. Iwahori, S. Hatano, J. Abe, Rational Design of a New Class of Diffusion-Inhibited HABI with Fast Back-Reaction, J. Phys. Org. Chem., 20, 857-863 (2007).
- A. Kikuchi, F. Iwahori, J. Abe, Definitive Evidence for the Contribution of Biradical Character in a Closed-Shell Molecule, Derivative of 1,4-bis-(4,5-diphenylimidazol-2-ylidene)-cyclohexa-2,5-dien, J. Am. Chem. Soc., 126(21), 6526-6527 (2004).
