2026/02/06 更新

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アリカワ シノブ
有川 忍
ARIKAWA SHINOBU
所属
理学院 助教
職名
助教
外部リンク

研究分野

  • ナノテク・材料 / 構造有機化学、物理有機化学

学歴

  • 大阪大学   大学院基礎工学研究科   物質創成専攻 機能物質化学領域

    2020年4月 - 2023年3月

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    備考: 博士後期課程

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  • 大阪大学   大学院基礎工学研究科   物質創成専攻 機能物質化学領域

    2018年4月 - 2020年3月

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    備考: 博士前期課程

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  • 大阪大学   基礎工学部   化学応用科学科

    2014年4月 - 2018年3月

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    備考: 合成化学コース

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  • 高槻中学校・高等学校

    2008年4月 - 2014年3月

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経歴

  • 東京科学大学   理学院 化学系   助教

    2024年10月 - 現在

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  • 東京大学   大学院理学系研究科 化学専攻   日本学術振興会特別研究員(PD)

    2024年9月

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  • 九州大学   工学研究院 応用化学部門   日本学術振興会特別研究員(PD)

    2023年4月 - 2024年8月

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  • 大阪大学   大学院基礎工学研究科 物質創成専攻 機能物質化学領域   日本学術振興会特別研究員(DC1)

    2020年4月 - 2023年3月

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論文

  • A Kinetically Stabilized Nitrogen-Doped Triangulene Cation: Stable and NIR Fluorescent Diradical Cation with Triplet Ground State. 国際誌

    Shinobu Arikawa, Akihiro Shimizu, Daisuke Shiomi, Kazunobu Sato, Takeji Takui, Hikaru Sotome, Hiroshi Miyasaka, Masahito Murai, Shigehiro Yamaguchi, Ryo Shintani

    Angewandte Chemie (International ed. in English)   62 ( 29 )   e202302714   2023年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A kinetically-stabilized nitrogen-doped triangulene cation derivative has been synthesized and isolated as the stable diradical with a triplet ground state that exhibits near-infrared emission. As was the case for a triangulene derivative we previously synthesized, the triplet ground state with a large singlet-triplet energy gap was experimentally confirmed by magnetic measurements. In contrast to the triangulene derivative, the nitrogen-doped triangulene cation derivative is highly stable even in solution under air and exhibits near-infrared absorption and emission because the alternancy symmetry of triangulene is broken by the nitrogen cation. Breaking the alternancy symmetry of triplet alternant hydrocarbon diradicals by a nitrogen cation would therefore be an effective strategy to create stable diradicals possessing magnetic properties similar to the parent hydrocarbons but with different electrochemical and photophysical properties.

    DOI: 10.1002/anie.202302714

    PubMed

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  • m-Quinodimethane-based fused-ring triplet hydrocarbons

    Akihiro Shimizu, Shinobu Arikawa, Tetsuya Morikoshi, Ryo Shintani

    Pure and Applied Chemistry   95 ( 4 )   401 - 412   2023年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Walter de Gruyter GmbH  

    <jats:title>Abstract</jats:title>
    <jats:p>Hydrocarbons with open-shell singlet and triplet ground states have long been studied. In contrast to studies of Kekulé hydrocarbons with an open-shell singlet ground state, studies of non-Kekulé and Kekulé hydrocarbons with a triplet ground state are quite limited, and no hydrocarbon with a triplet ground state has been isolated as single crystals. In this review, our work on the synthesis, isolation, and properties of <jats:italic>m</jats:italic>-quinodimethane-based non-Kekulé polycyclic hydrocarbon, a kinetically stabilized triangulene derivative, and Kekulé polycyclic hydrocarbon, a kinetically stabilized bisdibenzo[3,4:5,6]cyclohepta[1,2-<jats:italic>a</jats:italic>:2,1-<jats:italic>d</jats:italic>]benzene derivative, are described. Triplet ground states of these hydrocarbons were experimentally confirmed by ESR and magnetic measurements, and these are the first example of polycyclic hydrocarbons with a triplet ground state whose structures were characterized by X-ray crystal structural analysis. These studies will enable the development of various polycyclic hydrocarbon multi-radicals with high spin multiplicity.</jats:p>

    DOI: 10.1515/pac-2023-0208

    CiNii Research

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    その他リンク: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/pac-2023-0208/pdf

  • Synthesis and Isolation of a Kinetically Stabilized Crystalline Triangulene. 国際誌

    Shinobu Arikawa, Akihiro Shimizu, Daisuke Shiomi, Kazunobu Sato, Ryo Shintani

    Journal of the American Chemical Society   143 ( 46 )   19599 - 19605   2021年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The synthesis and isolation of hydrocarbons with a triplet ground state in crystalline forms have been sought in materials science. Triangulene is one of the most famous triplet-ground-state benzenoid hydrocarbons. Its unique electronic structure and highly symmetric structure have prompted many scientists to synthesize and isolate triangulene and its derivatives, but all attempts so far to isolate them as crystals have been unsuccessful. Herein we report the synthesis and isolation of a kinetically stabilized crystalline triangulene for the first time. The key to success is the introduction of bulky substituents onto the reactive zigzag edges. Its highly symmetric structure was confirmed by X-ray crystallography, and its fundamental properties, including the triplet ground state, were revealed. The achievement here will open the door for the synthesis and isolation of other hydrocarbons with higher spin multiplicity.

    DOI: 10.1021/jacs.1c10151

    PubMed

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  • Azoniadibenzo[a,j]phenalenide: A Polycyclic Zwitterion with Singlet Biradical Character. 国際誌

    Shinobu Arikawa, Akihiro Shimizu, Ryo Shintani

    Angewandte Chemie (International ed. in English)   58 ( 19 )   6415 - 6419   2019年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A polycyclic zwitterion, azoniadibenzo[a,j]phenalenide, having a singlet biradical character, was synthesized and isolated for the first time. The negative charge was found to be delocalized over the periphery of the main core of the zwitterion and the positive charge was localized near the nitrogen atom. Its singlet biradical character was confirmed by a small HOMO-LUMO energy gap with their spatial overlap, and observation of thermally excited triplet species together with DFT calculations.

    DOI: 10.1002/anie.201902006

    PubMed

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MISC

  • 基底三重項窒素ドープトリアンギュレンカチオンの発光性

    清水章弘, 有川忍, 塩見大輔, 佐藤和信, 工位武治, 五月女光, 宮坂博, 村井征史, 山口茂弘, 山口茂弘, 新谷亮

    有機電子移動化学討論会講演要旨集   47th (CD-ROM)   2023年

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  • 非ケクレ炭化水素ジベンゾ[de,jk]ペンタセンの合成と光学的および電気化学的特性

    芳賀祐紀, 清水章弘, 川村勇貴, 有川忍, 新谷亮

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

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  • 色素-ラジカル連結系における光励起多重項状態のスピン特性

    矢吹怜也, 西村亘生, 有川忍, 楊井伸浩, 楊井伸浩

    電子スピンサイエンス学会年会(CD-ROM)   62nd   2023年

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  • 含窒素トリアンギュレンカチオンの合成と物性

    有川忍, 清水章弘, 塩見大輔, 佐藤和信, 新谷亮

    日本化学会春季年会講演予稿集(Web)   102nd   2022年

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  • 安定なトリアンギュレン誘導体のHYSCOREスペクトルと電子構造

    毛利菜七, 杉崎研司, 杉崎研司, 塩見大輔, 有川忍, 清水章弘, 新谷章, 工位武治, 佐藤和信

    電子スピンサイエンス学会年会(CD-ROM)   61st   2022年

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  • 窒素ドープトリアンギュレンカチオンの合成と磁気および光学特性

    有川忍, 清水章弘, 塩見大輔, 佐藤和信, 工位武治, 五月女光, 宮坂博, 村井征史, 山口茂弘, 山口茂弘, 新谷亮

    基礎有機化学討論会要旨集   32nd (CD-ROM)   2022年

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  • 速度論的に安定化した基底三重項炭化水素ジベンゾ[de,jk]ペンタセン誘導体の合成と物性

    芳賀祐紀, 川村勇貴, 有川忍, 清水章弘, 新谷亮

    基礎有機化学討論会要旨集   32nd (CD-ROM)   2022年

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  • 速度論的に安定化したトリアンギュレン誘導体の合成と物性

    有川忍, 清水章弘, 塩見大輔, 佐藤和信, 新谷亮

    基礎有機化学討論会要旨集   31st (CD-ROM)   2021年

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  • 一重項ビラジカル性を有する含窒素縮合多環双性イオンの合成と物性

    有川忍, 清水章弘, 新谷亮

    基礎有機化学討論会要旨集   30th   2019年

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  • アザフェナレン骨格を有するπ共役双性イオンの合成と物性

    有川忍, 清水章弘, 新谷亮

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

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  • 開殻性を有するπ共役双性イオン-アゾニアジベンゾフェナレニドの合成と物性

    清水章弘, 有川忍, 新谷亮

    有機電子移動化学討論会講演要旨集   43rd   2019年

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受賞

  • 井上研究奨励賞

    2025年2月  

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  • 若手口頭発表賞

    2022年9月   基礎有機化学討論会  

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  • 大津会議アワードフェロー

    2021年10月  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 発光性基底二重項有機分子を用いた電子スピン偏極法の開発

    研究課題/領域番号:25K18018  2025年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    有川 忍

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

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  • 基底三重項有機分子を用いた量子センシング

    研究課題/領域番号:23KJ1676  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    有川 忍

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

    量子効果を利用して外部環境の物理量を計測する量子センシングは高感度な計測手法として近年注目されている。なかでも、NV センターを用いた 光検出磁気共鳴 (ODMR) 測定は、磁場や温度、電場を計測する有力な手法として研究されている。この NV センターはダイヤモンド構造を持つため高い安定性を持つが、サイズが比較的大きく内部構造が不均一なため、分子レベルでの検出や精密な物性制御が困難という問題があった。そこで本研究では、NV センターにかわる分子型センサを開発できればこれらの問題は解決できると着想した。2023年度はNV センターと同様に基底三重項状態を形成し発光特性が期待されるジラジカルを設計し、その合成と物性解明に取り組んだ。ジラジカルは既知化合物から二段階で合成できシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよびGPCを用いて精製することができた。トルエン溶媒中低温での電子スピン共鳴 (ESR) 測定では、微細構造をともなうシグナルと半磁場での禁制遷移が観測され、三重項状態の生成を確認することができた。また、時間分解電子スピン共鳴 (TRESR) 測定から量子センシングには必須の電子スピン偏極生成能力を持つことを明らかにし、光学測定から発光特性を持つことを明らかにした。一方、ジラジカルは光・熱安定性が低くレーザー照射下ではすぐに分解してしまったため、ODMR測定では三重項状態に由来するシグナルを検出することができなかった。現在、置換基の導入を行い安定性を向上させたジラジカルの合成および精製の検討を行っている。

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  • m-キノジメタン骨格を有する開殻性分子の基底スピン状態の制御と二次元的拡張

    研究課題/領域番号:20J22229  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    有川 忍

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    配分額:2500000円 ( 直接経費:2500000円 )

    m-キノジメタンは一重項開殻性分子および高スピン分子の創出に有用な骨格である。トリアンギュレンを代表とする m-キノジメタン骨格を有する非ケクレ分子は、複数の非結合性軌道を持つことが予想され、特異な電子構造のため磁性・光学材料への応用が期待されている。しかし、反応性が高いために研究例は少なく、磁気的性質や光学特性について実験的に未解明の点が多い。昨年度は、かさ高い置換基を適切に導入することにより速度論的に安定化できることに着眼し、基底三重項分子トリアンギュレン誘導体の合成と物性解明を行った。
    今年度は、基底三重項分子のさらなる機能開拓を目指し、このトリアンギュレン誘導体に窒素原子を導入することで、発光特性を実現した、含窒素トリアンギュレン誘導体を設計、合成し、各種物性を明らかにした。既知化合物から2段階で前駆体を合成し、クロラニルで酸化することにより、含窒素トリアンギュレン誘導体を合成した。含窒素トリアンギュレン誘導体はジラジカルであるにも関わらず安定であり、ジクロロメタン、アセトニトリル、クロロベンゼン中で、大気下でも分解せず、ゲル浸透クロマトグラフィーによる精製が可能であった。磁気測定および電子スピン共鳴測定により、トリアンギュレン誘導体と同様に大きな交換相互作用を伴う基底三重項分子であり、ジグザグエッジに不対電子が非局在化することを明らかにした。また、光学測定により近赤外領域に比較的強い吸収を示し、基底三重項の有機ジラジカルとしては初となる、近赤外領域の発光を示すことを明らかにした。

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担当経験のある科目(授業)

  • 計算化学・情報演習2

    2025年12月 - 現在 機関名:東京科学大学 理学院化学系

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  • 有機演習第三

    2024年10月 - 現在 機関名:東京科学大学 理学院化学系

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  • 有機化学総合実験

    2024年10月 - 現在 機関名:東京科学大学 理学院化学系

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  • 有機化学基礎実験

    2024年10月 - 現在 機関名:東京科学大学 理学院化学系

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  • 有機演習第二

    2024年10月 - 現在 機関名:東京科学大学 理学院化学系

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メディア報道

  • 基底三重項炭化水素トリアンギュレンの単離に世界で初めて成功

    Chem-Station  https://www.chem-station.com/blog/2021/12/triangulene.html  2021年12月

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    執筆者:本人 

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  • 2個の電子スピンの向きが揃った炭化水素分子の合成に成功

    大阪大学・大阪市立大学  https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20211116_1  2021年11月

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    執筆者:本人以外 

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  • 阪大と大阪市大、炭化水素の誘導体合成 純有機磁性材の実現に一歩 新聞・雑誌

    日刊工業新聞  2021年11月

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    執筆者:本人以外 

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