伊藤 肇

いとう はじめ
Hajime Ito
北海道大学大学院工学研究院
教授
計画 A02代表
A02-01 研究代表者

専門分野有機化学・錯体化学

ドミノ型相転移ソフトクリスタルの機構解明と新機能創成

キーワード
ドミノ型相転移、ソフトクリスタル、金錯体、結晶ジャンプ
関連する研究者
研究分担者: 石山竜生(北海道大学大学院工学研究院、准教授)
研究分担者: 関朋宏(静岡大学理学部、講師)
研究協力者: 久保田浩司(北海道大学大学院工学研究院、准教授)
研究協力者: 陳旻究(北海道大学化学反応創成研究拠点 (WPI-ICReDD)、特任助教)

研究概要

分子ドミノ型相転移化合物は、結晶に与えたわずかな機械的刺激が分子に伝わることで相転移がスタートし、それが自己複製的なメカニズムで増幅され、自発的に結晶全体に広がることで、結晶のバルクの性質を大きく変化させるという特徴がある。本研究代表者は、「分子ドミノ型相転移」や「外部刺激によりジャンプする結晶」のバリエーションを数多く開発し、それらの性質を詳細に分析することで、現象の基礎原理解明と、一般化の達成と材料デザイン手法の開発を目指す。具体的な研究内容は(1)ドミノ型相転移が進行する結晶の分子バリエーション作成と現象解明(2)ドミノ型相転移を利用したナノ構造を内包した結晶性材料の作成と機能開発(3)光誘起結晶相転移と瞬間的な機械力発生機構の解明と機能化である。分子ドミノ型相転移化合物のもつ「マクロの刺激が分子に伝わる」あるいは「分子のミクロな構造変化が結晶のマクロな性質を左右する」という特徴は、これまでは研究対象にできなかった「マクロとミクロの直接相関」に重要ないとぐちを与える。

ドミノ型結晶相転移の分子モデル
微小な刺激により結晶の発光色が変わり(青から黄色)全体に広がる様子

代表的な研究業績

  • Mechano-Responsive Luminescence via Crystal-to-Crystal Phase Transitions between Chiral and Non-Chiral Space Groups
    Jin, M.; Seki, T.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7452–7455.
    DOI: 10.1021/jacs.7b04073
  • Luminescent Mechanochromic 9-Anthryl Gold(I) Isocyanide Complex with an Emission Maximum at 900 nm after Mechanical Stimulation
    Seki, T.; Tokodai, N.; Omagari, S.; Nakanishi, T. ; Hasegawa, Y.; Iwasa, T.; Taketsugu, T.; Ito, H. J. Am. Chem. Soc.  2017, 139, 6514–6517.
    DOI: 10.1021/jacs.7b00587
  • A Screening Approach for the Discovery of Mechanochromic Gold(I) Isocyanide Complexes with Crystal-to-Crystal Phase Transitions
    Seki, T.; Takamatsu, Y; Ito, H. J. Am. Chem. Soc.  2016, 138, 6252–6260.
    DOI: 10.1021/jacs.6b02409
  • Controlling Mechano- and Seeding-Triggered Single-Crystal-to-Single-Crystal Phase Transition: Molecular Domino with a Disconnection of Aurophilic Bonds
    Seki, T.; Sakurada, K.; Ito, H. Angew. Chem., Int. Ed.  2013, 52, 12828–12832. (VIP paper)
    DOI: 10.1002/anie.201307672
  • Mechanical stimulation and solid seeding trigger single-crystal-to-single-crystal molecular domino transformations
    Ito, H.; Muromoto, M.; Kurenuma, S.; Ishizaka, S.; Kitamura, N.; Sato, H.; Seki, T. Nature Commun.  2013, 4, Article number: 2009.
    DOI: 10.1038/ncomms3009

研究業績

種別

査読付学術論文

  1. "Mechanochemistry allows carrying out sensitive organometallic reactions in air: glove-box-and-Schlenk-line-free synthesis of oxidative addition complexes from aryl halides and palladium(0)" K. Kubota, R. Takahashi, H. Ito, Chem. Sci., 2019, 10, 5837-5842.
  2. "Soft Crystals‐Flexible Response Systems with High Structural Order" M. Kato, H. Ito, M. Hasegawa, K. Ishii, Chemistry – A European Journal, 2019, 25, 5105-5112.
  3. "Soft Crystal Force Field for Reproducing the Crystal Structures of Gold Isocyanide Complexes" N. Nakayama, S. Obata, H. Goto, T. Seki, H. Ito, J. Comput. Chem., Jpn., 2018, 17, 155-157.
  4. "Spiral Eu(III) Coordination Polymers with Circularly Polarized Luminescence" Y. Hasegawa, Y. Miura, Y. Kitagawa, S. Wada, T. Nakanishi, K. Fushimi, T. Seki, H. Ito, T. Iwasa, T. Taketsugu, M. Gon, K. Tanaka, Y. Chujo, S. Hattori, M. Karasawa, K. Ishii, Chem. Comm., 2018, 54, 10695-10697.
  5. "Dependence of Absorption and Emission Spectra on Polymorphs of Gold(I) Isocyanide Complexes: Theoretical Study with QM/MM Approach" S. Aono, T. Seki, H. Ito, S. Sakaki, J. Phys. Chem. C, 2019, 123, 4773-4794.
  6. "Luminescent mechanochromism of gold N-heterocyclic carbene complexes with hypso- and bathochromic spectral shifts" T. Seki, K. Kashiyama, H. Ito, Dalton Trans., 2019, 48, 7105-7109.
  7. "Anisotropic strain release in a thermosalient crystal: correlation between the microscopic orientation of molecular rearrangements and the macroscopic mechanical motion" T. Seki, T. Mashimo, H. Ito, Chem. Sci., 2019, 10, 4185-4191.
  8. "Concise Synthesis of Potassium Acyltrifluoroborates from Aldehydes through Copper(I)-Catalyzed Borylation/Oxidation" J. Taguchi, T. Takeuchi, R. Takahashi, F. Masero, H. Ito, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 7299-7303.
  9. "Iridium(I)-Catalyzed C-H Borylation in Air Using Mechanochemistry" Y. Pang, T. Ishiyama, K. Kubota, H. Ito, Chem. Eur. J., 2019, 25, 4654-4659.
  10. "Olefin-accelerated Solid-state C–N cross-coupling reactions using mechanochemistry" K. Kubota, T. Seo, K. Koide, Y. Hasegawa, H. Ito, Nature Commun., 2019, 10, 111.
  11. "A Gold Isocyanide Complex with a Pendant Carboxy Group: Orthogonal Molecular Arrangements and Hypsochromically Shifted Luminescent Mechanochromism" T. Seki, K. Kobatashi, T. Mashimo, H. Ito, Chem. Commun., 2018, 54, 11136-11139.
  12. "A meta-diisocyanide benzene-based aryl gold isocyanide complex exhibiting multiple solid-state molecular arrangements and luminescent mechanochromism" T. Seki, K. Ida, H. Ito, Mater. Chem. Front., 2018, 2, 1195-1200.
  13. "Phosphorescence Control Mediated by Molecular Rotation and Aurophilic Interactions in Amphidynamic Crystals of 1,4-Bis[tri-(p-fluorophenyl)phosphane-gold(I)-ethynyl]benzene" M. Jin, S. Chung, T. Seki, H. Ito, M. A. Garcia-Garibay, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139 (49), 18115–18121.
  14. "Mechanical-Stimulation-Triggered and Solvent-Vapor-Induced Reverse Single-Crystal-to-Single-Crystal Phase Transitions with Alterations of the Luminescence Color" J. Mingoo, T. Sumitani, H. Sato, T. Seki, H. Ito, J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 2875-2879.
  15. "Synthesis of Acylborons by Ozonolysis of Alkenylboronates: Preparation of an Enantioenriched Amino Acid Acylboronate" J. Taguchi, T. Ikeda, R. Takahashi, I. Sasaki, Y. Ogasawara, T. Dairi, N. Kato, Y. Yamamoto, J. W. Bode, H. Ito, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 13847-13851.

国際会議出席ならびに海外派遣

  1. "Copper-Catalyzed Borylation with Diboron: The Beginning and Our Recent Results" H. Ito (Invited), BK21+/Basic Science Research Institute (POSTECH) Mini-Symposium, Frontiers in Organic and Organometallic Chemistry (Pohang, Korea, Jun. 30-30, 2017)
  2. "Copper(I)-Catalyzed Selective Defluorination: Selective Synthesis of Stereodefined β-Monofluoroalkenes" K. Kubota, H. Ito, 20th European Symposium on Organic Chemistry (Cologne, Germany, Jul. 2-6, 2017)
  3. "Copper-Catalyzed Asymmetric Borylative Dearomatization: New Pathway to Optically Active Heterocyclic Compounds" H. Ito (Invited), 16th International Meeting on Boron Chemistry (Hong Kong, China, Jul. 9-13, 2017)
  4. "Concise Synthesis of Acylboronates by Ozonolysis of Alkenylboronates" T. Ikeda, I. Sasaki, J. W. Bode, H. Ito, 16th International Meeting on Boron Chemistry (Hong Kong, China, Jul. 9-13, 2017)
  5. "Gold Isocyanide Complexes with Mechanical Response" H. Ito (Invited), 24th Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2017) (Hyderabad, India, Aug. 20-29, 2017)
  6. "Aryl gold isocyanide complexes with mechanical responsive properties" H. Ito (Invited), 2017 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2017) (Gwangju, Korea, Aug. 30-Sep. 2, 2017)
  7. "Mechano-responsive luminescence of gold(I) isocyanide complex via crystal-to-crystal phase transition between chiral and non-chiral space groups" T. Seki, H. Ito, 2017 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2017) (Gwangju, Korea, Aug. 30-Sep. 2, 2017)
  8. "Low-temperature-selective luminescent mechanochromism of a gold(I) isocyanide complex" T. Seki, H. Ito, 2017 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2017) (Gwangju, Korea, Aug. 30-Sep. 2, 2017)
  9. "Molecular Design of Luminescent Gold(I) Isocyanide Complexes with Mechanical Response Properties" H. Ito (Invited), The 7th Sino-Japanese Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists (Shanghai, China, Oct.8-11, 2017)
  10. "Molecular Design of Gold(I) Isocyanide Complexes with Luminescent Mechanochromism and Phase Transitions" H. Ito (Invited), 3rd International Conference on Mechanoluminescence (Hong Kong, China, Dec. 15-17, 2017)

学会賞受賞

  1. 受賞タイトル:刺激応答クロミック材料の開発を志向した発光性金錯体の研究 文部科学省 科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞 受賞者:関 朋宏
  2. 受賞タイトル:銅(I)触媒による官能基化有機ホウ素化合物の合成 公益財団法人 井上科学振興財団 井上研究奨励賞 受賞者:久保田 浩司
  3. 受賞タイトル:第30回万有札幌シンポジウム ベストディスカッション賞 受賞者:秋山 颯太
  4. 受賞タイトル:第65回有機金属化学討論会 ポスター賞 受賞者:林 優太
  5. 受賞タイトル:第8回CSJ化学フェスタ2018 ポスター賞 受賞者:林 優太
  6. 受賞タイトル:錯体化学会 第68回討論会 学生講演賞 受賞者:山元 爽
  7. 受賞タイトル:2Fa-01 Mechano-Rseponsive Luminescence of Gold(I)-Isocyanide Complex Based on Crystal-to- Crystal Phase Transition between Chiral and Non-Chiral Space Groups, 錯体化学会第67回討論会 学生講演賞 受賞者:Mingoo Jin
  8. 受賞タイトル:1D03 Phosphorescence Control via Molecular Rotation in Solid Phase, 2017年光化学討論会 優秀学生発表賞(口頭) 受賞者:Mingoo Jin

関連ウェブサイト
連絡先
hajito [at] eng.hokudai.ac.jp