2026/03/10 更新

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フクハラ　ガク
福原　学
FUKUHARA GAKU
所属
理学院 特定教授
職名
特定教授
外部リンク

News & Topics

学位

  • Doctor(Engineering) （ Osaka University ）

研究キーワード

  • アロステリズム

  • 光化学

  • 増幅センシング

  • 予防医療

  • 併用療法

  • ソフトマテリアル

  • 化学センサー

  • 超分子

  • 音響医療

  • がん治療

研究分野

  • ナノテク・材料 / 機能物性化学

  • ライフサイエンス / 水圏生命科学

学歴

  • 大阪大学

    - 2004年

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  • 大阪大学   工学研究科   分子化学専攻

    - 2004年

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    国名： 日本国

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経歴

  • 九州大学   先導物質化学研究所   教授

    2025年4月 - 現在

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  • 東京工業大学   理学院化学系   准教授

    2017年4月 - 2025年3月

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  • 大阪大学   大学院工学研究科 応用化学専攻   助教

    2008年4月 - 2017年3月

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  • Massachusetts Institute of Technology   Institute for Soldier Nanotechnologies   JSPS Research Fellow (PD)

    2007年4月 - 2008年3月

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  • 旧所属 大阪大学 大学院工学研究科   分子化学専攻   学生

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所属学協会

論文

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MISC

  • キラリティー修飾スマネンをモノマーとする超分子ポリマー形成及びシグナル増幅センシング

    QI Ruipu, 水野裕彬, 燒山佑美, 櫻井英博, 福原学

    日本化学会春季年会講演予稿集(Web)   104th   2024年

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  • 微小溶液の運動が酸塩基平衡に及ぼす影響

    前田貴登, 稲川有徳, 福原学, 沼田宗典

    ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム講演要旨集   21st (Web)   2024年

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  • スマネン超分子ポリマーによるステロイドセンシング

    水野裕彬, 中澤廣宣, 宮川晃尚, 燒山佑美, 川内進, 櫻井英博, 福原学

    ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム講演要旨集   20th   2023年

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  • スマネン超分子ポリマーによるシグナル増幅センシング

    水野裕彬, 中澤廣宣, 宮川晃尚, 燒山佑美, 川内進, 櫻井英博, 福原学

    日本化学会春季年会講演予稿集(Web)   103rd   2023年

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  • スマネンのスタックに基づくシグナル増幅センシング

    水野裕彬, 中澤廣宣, 宮川晃尚, 燒山佑美, 櫻井英博, 福原学

    分析化学討論会講演要旨集(Web)   82nd   2022年

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  • マイクロ流体の力学的エネルギーを利用した異方的な超分子成長とそのメカニズムの解明

    神崎千沙子, 稲川有徳, 福原学, 福原学, 岡田哲男, 成島哲也, 岡本裕巳, 沼田宗典

    日本化学会春季年会講演予稿集(Web)   101st   2021年

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  • プロトン勾配を駆動力とした速度論的超分子会合とメカニズムの解明

    神崎千沙子, 稲川有徳, 福原学, 福原学, 岡田哲男, 成島哲也, 岡本裕巳, 沼田宗典

    日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM)   100th   2020年

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  • 凍結溶液中のテトラフェニルエチレン発光挙動の空間依存性

    宮川晃尚, 福原学, 岡田哲男

    日本分光学会年次講演会(CD-ROM)   2020   2020年

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  • 高圧下におけるテトラフェニルエチレンの分配挙動の評価

    宮川晃尚, 木下智和, YUE Zheng, 原田誠, 福原学, 岡田哲男

    分析化学討論会講演要旨集(Web)   80th   2020年

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  • 氷で制限された水溶液中でのシアノナフトール集合体の分光評価

    武藤智也, 原田誠, 福原学, 岡田哲男

    日本分光学会年次講演会(CD-ROM)   2020   2020年

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  • スマネンのスタックに基づく分子センシング

    水野裕彬, 中澤廣宣, 宮川晃尚, 原田誠, 岡田哲男, 植竹裕太, 燒山佑美, 櫻井英博, 福原学, 福原学

    分析化学討論会講演要旨集(Web)   80th   2020年

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  • マイクロ流体の力学的エネルギーを利用した分子間相互作用の誘発と超分子構造の制御

    的場聖太, 稲川有徳, 福原学, 福原学, 岡田哲男, 成島哲也, 岡本裕巳, 沼田宗典

    日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM)   100th   2020年

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  • 凍結によるテトラフェニルエチレンの発光挙動

    宮川晃尚, 原田誠, 福原学, 岡田哲男

    日本分析化学会年会講演要旨集(Web)   68th   2019年

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  • 定常的なエネルギー供給により実現する高活性超分子の創製とその速度論的安定化

    神崎千沙子, 稲川有徳, 福原学, 福原学, 岡田哲男, 沼田宗典

    ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム講演要旨集   17th   2019年

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  • 高圧溶媒抽出による分配係数の圧力変化の評価

    宮川晃尚, 福原学, 岡田哲男

    日本分析化学会年会講演要旨集(Web)   68th   2019年

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  • 凍結不斉List-Barbas-Mannich反応における特異的エナンチオマー過剰率の起源

    飯島弘貴, 原田誠, 福原学, 岡田哲男

    日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM)   99th   2019年

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  • Polymer-based supramolecular sensing and application to chiral photochemistry

    Gaku Fukuhara

    POLYMER JOURNAL   47 ( 10 )   649 - 655   2015年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：書評論文，書評，文献紹介等  

    DOI： 10.1038/pj.2015.52

    Web of Science

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  • Dual Chiral, Dual Supramolecular Diastereodifferentiating Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylate Tethered to Amylose Scaffold

    Gaku Fukuhara, Tomohiro Nakamura, Cheng Yang, Tadashi Mori, Yoshihisa Inoue

    ORGANIC LETTERS   12 ( 15 )   3510 - 3513   2010年8月

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  • Diastereodifferentiating Photocyclodimerization of 2-Anthracenecarboxylate Tethered to Cellulose Scaffold

    Gaku Fukuhara, Tomohiro Nakamura, Cheng Yang, Tadashi Mori, Yoshihisa Inoue

    JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY   75 ( 12 )   4307 - 4310   2010年6月

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  • Photochirogenesis in chiral ionic liquid: enantiodifferentiating [4+4] photocyclodimerization of 2-anthracenecarboxylic acid in (R)-1-methyl-3-(2,3-dihydroxypropyl)imidazolium bistriflimide

    Gaku Fukuhara, Cinzia Chiappe, Andrea Mele, Bernardo Melai, Fabio Bellina, Yoshihisa Inoue

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   46 ( 20 )   3472 - 3474   2010年

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  • Competitive Enantiodifferentiating Anti-Markovnikov Photoaddition of Water and Methanol to 1,1-Diphenylpropene Using A Sensitizing Cyclodextrin Host

    Gaku Fukuhara, Tadashi Mori, Yoshihisa Inoue

    JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY   74 ( 17 )   6714 - 6727   2009年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：書評論文，書評，文献紹介等  

    DOI： 10.1021/jo9012628

    Web of Science

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  • Entropy-controlled supramolecular photochirogenesis: Enantiodifferentiating Z-E photoisomerization of cyclooctene included and sensitized by permethylated 6-0-modified β-cyclodextrins 国際誌

    Gaku Fukuhara, Tadashi Mori, Takehiko Wada, Yoshihisa Inoue

    Journal of Organic Chemistry   71 ( 21 )   8233 - 8243   2006年10月

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  • The first supramolecular photosensitization of enantiodifferentiating bimolecular reaction: anti-Markovnikov photoaddition of methanol to 1,1-diphenylpropene sensitized by modified β-cyclodextrin 国際誌

    Gaku Fukuhara, Tadashi Mori, Takehiko Wada, Yoshihisa Inoue

    Chemical Communications   ( 16 )   1712 - 1714   2006年

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  • "Molecular magic". Formation of a self-inclusion complex from a dumbbell-shaped permethylated beta-cyclodextrin derivative

    T Yamada, G Fukuhara, T Kaneda

    CHEMISTRY LETTERS   32 ( 6 )   534 - 535   2003年6月

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  • Synthesis and characterization of the first pair of an unlocked and a locked self-inclusion complex from a permethylated alpha-cyclodextrin derivative

    G Fukuhara, T Fujimoto, T Kaneda

    CHEMISTRY LETTERS   32 ( 6 )   536 - 537   2003年6月

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  • 完全メチル化シクロデキストリンの分子内反転機構

    ケミストリーレターズ   ( 32 )   534   2003年

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  • 完全メチル化シクロデキストリンを含む分子内包接錯体の合成

    ケミストリーレターズ   ( 32 )   536   2003年

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 動的らせん高分子によるキラリティー増幅センシング

    研究課題/領域番号：24K21791  2024年6月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    福原 学

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    配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）

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  • 高分子センサーによるシグナル増幅センシング：増幅計測の限界突破に向けて

    研究課題/領域番号：24K01536  2024年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    福原 学

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    配分額：18590000円 （ 直接経費：14300000円 、 間接経費：4290000円 ）

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  • スマネン科学３.0: 曲面系独自の電子系と機能の創製

    研究課題/領域番号：24H00460  2024年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    櫻井 英博, 福原 学, 燒山 佑美, 福島 孝典

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    配分額：47710000円 （ 直接経費：36700000円 、 間接経費：11010000円 ）

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  • 静水圧による共役分子の動的な高密度化とそのキラー計測

    研究課題/領域番号：23H04020  2023年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    福原 学

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    配分額：7800000円 （ 直接経費：6000000円 、 間接経費：1800000円 ）

    今年度は、高密度共役科学に必須と考えられる「集積のエントロピー項」や「ナノ空隙」を外部刺激によって能動的に制御する、すなわち共役分子の“dynamic control”を目標とし、「静水圧による共役分子の動的な高密度化とそのキラー計測」を目論んだ。実際に幅広い分子群の静水圧計測を行い、多くの結果が出たが、ここでは、ポルフィリンクリップについて詳述する。静水圧下での蛍光スペクトルにおいて、クリップ誘導体１では静水圧印加によって、436 nm付近に観測されるポルフィリンのS2発光と605 nm付近のS1発光の単調な減少が観測された。一方クリップ誘導体２では、クリップ誘導体１と同じくS1発光は減少していくが、S2発光が増加するといったレシオメトリックな挙動が観測された。この現象はポルフィリンを修飾している足場の柔軟性に起因しており、より柔軟なリンカーの誘導体では加圧に伴い分子内のポルフィリン間の距離が近くなり、分子内で会合体が形成されたためであると考えられる。これら二つの誘導体の静水圧蛍光スペクトルから、圧力に対して蛍光強度比をプロットしたところ、非常に良い相関関係が見られ、蛍光強度比によって静水圧の定量化を達成した。

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  • アロステリズムによってシグナル増幅可能な化学センサーの創製

    研究課題/領域番号：19H02746  2019年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    福原 学

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    配分額：16900000円 （ 直接経費：13000000円 、 間接経費：3900000円 ）

    本提案では、分析化学と超分子化学の学際領域である「超分子分析化学」分野において新たに提唱した増幅センシングを多様な系で実現することにある。これまで提唱されてきた化学センサーの考え方は「鍵と鍵穴」モデルに基づくものである。しかしながら、多様化してきている検体（特に生体系夾雑物）を標的にする際には、この方法では限界があり、パラダイムシフトの時期にあると考えている。研究代表者が提唱している増幅計測手法である「Supramolecular Allosteric Signal-amplification Sensing (SASS, 超分子アロステリックシグナル増幅センシング）」という分析方法に基づく多くの化学センサーの例が今年度の実績である。この方法は、(i)構造特異的に設計された超分子分析レセプター部位での標的分子の包接に伴うアロステリック変化、(ii）このアロステリック効果によってシグナル増幅部位への伝播を誘起させ、(iii)ここから増幅した光学シグナルを得るという手法である。今年度の代表例をあげると、ポルフィリン分子クリップである。これは、分光学的にはS2発光が観測され、分子認識では増幅されたシグナル検出が可能であった。とくにアミノ酸の認識やキラリティー識別も可能であった。その増幅機構については、量子計算化学によってもサポートされた。現在、論文投稿中である。

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  • プロペラキラリティーを基盤とする動的制御可能なキラル発光材料

    研究課題/領域番号：18K19077  2018年6月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    森 直, 福原 学

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    配分額：6370000円 （ 直接経費：4900000円 、 間接経費：1470000円 ）

    本研究では、ヘキサアリールベンゼン誘導体が機能性を有するキラル発光材料となりうることを明らかとし、またその動的挙動の本質を解明した。主たる成果は、国際会議における招待講演、J. Am. Chem. Soc.誌、Angew. Chem. Int. Ed.誌を含む計30報強の論文発表などである。本成果をまとめた総説は高被引用論文として高い注目を集めるに至っており、世界初の有機小分子の円偏光発光にかかる書籍も単独編集、発行し、本分野を先導することができた。

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  • 柔軟な高分子主鎖を活用する超分子アロステリックシグナル増幅センシング

    研究課題/領域番号：16H06041  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(A)

    福原 学

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    配分額：25350000円 （ 直接経費：19500000円 、 間接経費：5850000円 ）

    本研究は、最近研究代表者が提唱している"超分子アロステリックシグナル増幅センシング(Supramolecular Allosteric Signal-amplification Sensing)" (SASS)手法を活用することで、薬理活性物質を標的とした機能性高分子センサーの開発を目的とした。実際の例として、水溶液中でのオリゴ糖センシングにおいて、カードランの構造変化が起きる時の水素結合ネットワークへの糖鎖の取り込みが鍵機構であることを突き止めた。またこのようなセンシングは、内部因子により制御していたが(温度、溶媒、pHなど)、外部刺激として圧力による動的制御も可能であることを示した。

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  • CT励起キラル光反応の新展開

    研究課題/領域番号：15H03779  2015年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    森 直, 西嶋 政樹, 福原 学

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    配分額：13260000円 （ 直接経費：10200000円 、 間接経費：3060000円 ）

    これまでの研究で、電荷移動錯体がエキシプレックスとは異なる励起種であることが実証できた。本研究では、キラルな電荷移動錯体の特徴を実用可能な不斉光反応系へと展開するため、新たに、超分子相互作用、すなわち弱い相互作用に着目し、反応の制御因子を特定し、反応制御の方法論の構築を試みた。その結果、これまで考えられていなかったいくつかの新しい制御因子が同定され、立体制御に有効であることが明らかとなったほか、短寿命な一重項励起状態だけでなく三重項励起状態の反応においても同様の方法論が拡張可能であることが明らかとなった。

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  • 縮環ヘリセンを基盤とするキラル新材料

    研究課題/領域番号：15K13642  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    森 直, 福原 学, 西嶋 政樹

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    本研究は、らせんキラリティーを有するヘリセン類に着目し、発光に関係する1Lb遷移における異方性要因の決定因子を追求し、高輝度で発光性が高く、高異方性を有する誘導体の設計指針を得ることを目的としている。まず、ヘリセンのらせんキラリティー、ヘキサアリールベンゼンのプペラ状キラリティー、拡張ポルフィリンのメビウスキラリティーなどを体系的に検討し、構造物性相関に関する知見を得た。また、これらの結果を理論的に精査し、最終的な円偏光発光材料開発の設計指針を得ることに成功した。成果は36報の原著論文をはじめ、多数の国際会議の招待講演などで発表した。現在、総説などでの成果取りまとめを計画している。

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  • グルカンの緩やかな螺旋を活用する動的センシング

    研究課題/領域番号：26620061  2014年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    福原 学

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    グルカン-水溶性ポリチオフェン(PyPT)錯体の錯形成挙動について詳細な検討を行ったところ、グルカンとPyPTの錯形成においては静電相互作用が働き、ポリイオン錯体が形成していることが明らかとなった。また、そのポリイオン錯体の存在量は溶液のpH, 温度に依存していることが示唆され、グルカンとPyPTの錯形成を支配する諸因子を明らかとした。そしてグルカン-PyPT錯体は、強固な異種三重鎖と非常に螺旋構造が緩い異種二重鎖として存在していることが分光結果から実証された。これらの成果については現在論文に投稿中である(Fukuhara, G. et al. submitted.)。

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  • 高次超分子錯体を経る有機触媒的キラル光化学反応による不斉増幅

    研究課題/領域番号：26620030  2014年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    井上 佳久, 森 直, 福原 学, 西嶋 政樹

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    光不斉合成は、従来のキラル触媒や酵素を用いる従来の熱的不斉合成を補完する手法として近年国内外で急速に進展しつつある。本研究では、L-プロリノールとアントラセンカルボン酸との新規高次錯体形成とそれを用いる光環化二量化反応の飛躍的加速と高立体選択性を利用して、プロリノール誘導体を核とする汎用性の高い有機触媒的不斉光化学の新たな方法論を開発した。さらに、有機触媒系ならびに不斉光反応では未だ実現されていない不斉増幅にも挑戦し、キラルテンプレート系では本質的に困難な触媒的光不斉合成を初めて達成した。

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  • ＣＴ励起光不斉反応：波長選択による高立体選択性の実現と介在メカニズムの解明

    研究課題/領域番号：23350018  2011年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    森 直, 福原 学, 楊 成

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    配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）

    本研究では、キラルCT錯体の不斉光反応において、特異な波長効果の一般性の実証並びにメカニズムの解明を行った。実例として、2つの分子間反応系と1つの分子内反応系を提案し、3つすべての系でエキシプレックスとは異なる「励起CT錯体」の関与が検証できた。これらの成果は、３報のJ. Am. Chem. Soc. 誌(Impact Factor = 11.4) に発表、GRC Photochemistryをはじめとする複数の国際学会での招待・依頼講演の機会を得、Chem. Soc. Rev. 誌 (Impact Factor = 24.9) に総説として発表する機会を得たことなどに要約できる。

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  • 機能性キラル高分子を用いるアロステリックキラルダイナミクスへの挑戦

    研究課題/領域番号：23750129  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    福原 学

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    配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）

    本事業は、共役および非共役高分子を基盤とする革新的な超分子キラリティー化学センサの開発を目的とした。化学センサの中でもより困難なキラリティーセンシングの統一的発展のためには、従来のセンサ自身の立体的・電子的変化を反映したスペクトルあるいは光学変化を読み取る手法では限界がある。そこで、生体系におけるallosteric effectに想を得て、認識サイトから離れた部位での変化を鋭敏に捉えて増幅した光学出力ゲインを検出する「Allosteric Chiral Dynamics (ACD)」の新概念を実践し、汎用性の高い手法として拡大・展開した。

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  • 複合キラル超分子を用いる光不斉創成

    研究課題/領域番号：21245011  2009年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    井上 佳久, 森 直, 楊 成, 福原 学, 西嶋 政樹

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    配分額：47190000円 （ 直接経費：36300000円 、 間接経費：10890000円 ）

    本研究では、無機から有機、生体系に至る多様なキラル超分子系のキラルナノ空間の物性、ゲスト親和性、キラル反応場としての特性を究明し、それを利用した新たな複合キラルホスト系を構築し、複合超分子光不斉創成反応系を開発するとともに、その多次元制御法を確立した。これにより、より高度な制御と幅広い系への展開が可能になり、当初計画を上回る高い光学収率（最高99％）を達成した。さらに、97報におよぶ学術論文のみならず、この分野初の成書ならびに総説を刊行することにより「複合キラル超分子を用いる光不斉創成」という新規な複合的学術領域を確立し、広く世界に発信することにより当該分野の研究の活性化に貢献した。

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  • 新規キラル高分子を用いる機能性材料の創成

    研究課題/領域番号：20850023  2008年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(スタートアップ)

    福原 学

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    配分額：3276000円 （ 直接経費：2520000円 、 間接経費：756000円 ）

    基底状態においては、光学活性なビナフチルオキシエチレン側鎖を有するポリチオフェンを基盤とするキラリティーセンサーを構築し、種々のキラルなカチオン性ゲストとしてアミノ酸誘導体に対する新規な不斉認識手法を開発した。励起状態化学として、多糖類であるセルロースにアントラセンカルボン酸を連結した修飾多糖のキラル光化学反応を行い、良好な立体選択性が得られ、さらに詳細なジアステレオ区別機構を解明した。

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  • 修飾シクロデキストリン及びキュカービチュリル類縁体を用いた超分子不斉光化学反応

    研究課題/領域番号：06J08918  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    福原 学

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    配分額：1900000円 （ 直接経費：1900000円 ）

    申請者はこれまでキラルなホスト分子として、光増感剤修飾シクロデキストリンやキュカービチュリル類縁体ならびにキラル分子クリップを合成し、これらの基底状態でのキロプティカル特性を調べるとともに励起状態での光不斉反応を報告してきた。今年度は学振PDとして、従来の分子認識に関する知識と経験を活かせ、なおかつ新しい分野にも挑戦できる環境としてマサチューセッツ工科大学(MIT)のSwager研に留学し、高感度センサー開発のために水素結合供与体であるチオウレア骨格を有するポリチオフェン誘導体を合成した。このポリマーのTHF溶液にカーボンナノチューブ(CNT)を添加した後に、超音波攪拌を数時間行い均一な溶液とした。得られた混合溶液をガラス基盤上に塗布し、スピンコーティング法により得られた薄膜材料による種々の爆発物(2,4-ジニトロトルエン、ニトロベンゼン、2,4-ジニトロベンゼン)ならびに毒性の高い揮発性薬品(アルデヒド類、ケトン類、MeOH、THF)の電流応答性を検討した結果、水素結合受容体の化学蒸気に対して高い選択性を示した。また、チオウレア部を持たない制御ポリマーを合成し、ドロップキャスティング法により得た混合フィルムで、同様の揮発性薬品の電流応答を比較検討した結果、確かにポリマー主鎖上のチオウレア部がCNT表面での蒸気認識においても大きな役割を果たしていることが明らかとなった。これらの結果はMacromolecules(ACS)に投稿準備中である。

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  • キラルキュカービチュリル類縁体を用いた超分子光不斉反応

    2004年 - 2007年

    その他の研究制度 

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    資金種別：競争的資金

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  • Supramolecular photochirogenesys using chiral cucurbit[n]uril analogues

    2004年 - 2007年

    The Other Research Programs 

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    資金種別：競争的資金

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  • 修飾シクロデキストリン内での超分子光不斉反応

    2004年 - 2007年

    その他の研究制度 

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    資金種別：競争的資金

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  • Supramolecular photochemistry using modified-cyclodextrins

    2004年 - 2007年

    The Other Research Programs 

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    資金種別：競争的資金

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