小野 利和

おの としかず
Toshikazu Ono
九州大学大学院工学研究院
准教授
A02
公募班（2020-2021）

塩―共結晶連続体を利用した有機準安定結晶の計画的創出と機能開拓

キーワード
塩―共結晶連続体、多成分結晶、相転移、ソフトクリスタル

研究概要

酸―塩基複合体は、プロトン移動を伴うイオン性の“塩”、プロトン移動を伴わない中性の“共結晶”、部分的なプロトン移動を伴う“塩―共結晶連続体”の3状態をとる。これらの状態は、塩基と酸のpKaの差 (⊿pKa = pKa(base) – pKa(acid))に従いpKaルールと呼ばれ、結晶工学や医薬品開発の分野では、化合物の溶解度調整法として認知されている。経験上⊿pKa > 4は“塩”、⊿pKa < -1は“共結晶”となる。-1 < ⊿pKa < 4の領域は、塩、共結晶、塩—共結晶連続体のいずれかとなり、パッキング様式や外部因子も関わり、予測困難である。見方を変えると-1 < ⊿pKa < 4の領域からなる酸―塩基複合体は準安定相の結晶材料、いわばソフトクリスタルであろう。本研究では、pKaルールに基づく“データ・計算科学”を駆使することで、塩―共結晶連続体となる準安定結晶の網羅的合成を実施する。これに外部刺激を与えて共結晶（中性）か塩（イオン性）状態への相転移を誘発し、光学機能特性の変化を示す「多成分ソフトクリスタル」の計画的創出を実現する。

酸–塩基複合体を利用した有機準安定性結晶の計画的創出
プロトン化度の違いにより発光色が異なる様子

研究業績

査読付発表論文

A02-34

  1. " Hydrogen Bond Engineering Visualized by Picometer-Level Distortion of Planar Porphyrin Isomers " D. Koga, *T. Ono, H. Shinjo, *Y. Hisaeda, J. Phys. Chem. Lett., 12, 10429-10436 (2021).
    DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c03020
  2. " Insights into Proton Dynamics in Photofunctional Salt–cocrystal Continuum: Single-crystal X-ray, Neutron Diffraction, and Hirshfeld Atom Refinement " Y. Yano, *T. Ono, T. Ohhara, *Y. Hisaeda, Chem. Eur. J., 27, 17802-17807 (2021).
    DOI: 10.1002/chem.202103044
  3. "Room-temperature phosphorescence emitters exhibiting red to near-infrared emission derived from intermolecular charge-transfer triplet states of naphthalenediimide-halobenzoate triad molecules " T. Ono, K. Kimura, M. Ihara, Y. Yamanaka, M. Sasaki, H. Mori, *Y. Hisaeda, Chem. Eur. J., 27, 9535-9541 (2021).
    DOI: 10.1002/chem.202100906
  4. Highly Fluorescent Bipyrrole-Based Tetra-BF2 Flag-Hinge Chromophores: Achieving Multicolor and Circularly Polarized Luminescence, Luxia Cui, Hyuga Shinjo, Takafumi Ichiki, Koichi Deyama, Takunori Harada, Kohei Ishibashi, Takumi Ehara, Kiyoshi Miyata, Ken Onda, Yoshio Hisaeda, Toshikazu Ono,Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202204358(領域内共同研究A03恩田）リョウイキナイ
    DOI: 10.1002/ange.202204358
  5. "Vapochromism of Organic Crystals based on Macrocyclic Compounds and Inclusion Complexes" *T. Ono, *Y. Hisaeda, Symmetry, 12, 1903 (2020).
    DOI: 10.3390/sym12111903
  6. "Dinuclear Triple-Stranded Helicates Composed of Tetradentate Ligands with Al(III) Chromophores: Optical Resolution and Multi-Color Circularly Polarized Luminescence Properties" *T. Ono, K. Ishihama, A. Taema, T. Harada, K. Furusho, Y. Nojima, M. Hasegawa, M. Abe, *Y. Hisaeda, Angew. Chem. Int. Ed., 60, 2614-2618 (2021).
    DOI: 10.1002/anie.202011450
  7. "Dinuclear Triple-stranded Helicates Comprising Al(III), Ga(III), or In(III) and a Hydrazine-linked Bisiminopyrrolyl Ligand: Synthesis, Structure, Optical Resolution, and Chiroptical Properties" K. Ishihama, *T. Ono, T. Okawara, T. Harada, K. Furusho, Y. Nojima, M. Hasegawa, M. Abe, *Y. Hisaeda, Bull. Chem. Soc. Jpn., 94, 573-578 (2021).
    DOI: 10.1246/bcsj.20200327

報道・アウトリーチ活動・特許・その他

A02-34

  1. 「世界初！アルミニウムを含む三重らせん型色素からの円偏光発光を実現〜セキュリティ材料やバイオイメージング技術への応用に期待〜」が、九州大学（https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/516）、大分大学（https://www.oita-u.ac.jp/tokuho/20201102_00001.html）、兵庫県立大学（https://www.u-hyogo.ac.jp/outline/media/press/2020/monthly/2020_11.html）、北里大学（https://www.kitasato.ac.jp/jp/news/20201102-01.html）
    からプレスリリース
  2. Multicomponent Crystals with Competing Intermolecular Interactions: In Situ X-ray Diffraction and Luminescent Features Reveal Multimolecular Assembly of Mechanochemical Conditions
    Yoshio Yano,Hidetaka Kasai,Yanyan Zheng,Eiji Nishibori,Yoshio Hisaeda,Toshikazu Ono
    Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202203853. (領域内共同研究A02公募西堀）キョウドウケンｋニュウ
    DOI: doi.org/10.1002/anie.202203853
  3. 小野利和　2020年度　有機合成化学協会九州山口支部　支部奨励賞（公益社団法人有機合成化学協会）