OUR APPROACH
オリジナル分子から、新しい現象・機能へ
有機分子の構造は無数にありますが、有機合成化学の技術を使えば、天然に存在しない有機分子を人工的に設計して合成することができます。
私たちの研究室では、世界初の「オリジナル分子」を合成し、その構造から生まれる新しい現象や機能を明らかにする研究を進めています。分子の構造、電子状態、集合状態を精密に設計し制御することで、優れた機能を示す発光材料、キラル材料、細孔材料などを開発することを目指しています。
LUMINESCENCE
分子の発光を制御する
こすると発光色が変わるメカノクロミック発光
有機発光分子は、外部から加えられた光や電界などのエネルギーを、光エネルギーとして放出することのできる分子です。発光現象は、身近なところではテーマパークの再入場スタンプや、紙幣の偽造防止印刷、有機ELディスプレイなどに使われています。
私たちは、新たに合成した分子が「こする」などの機械的刺激によって固体状態での発光色が可逆的に変わる、メカノクロミック発光（MCL: Mechanochromic Luminescence）を示すことを見出しました。これを起点として、「どのような分子がMCLを示すのか」を明らかにし、望み通りの応答性を示す分子の設計指針を確立してきました。
DONOR–ACCEPTOR SYSTEMS
分子構造から応答性を制御する
電子アクセプター性のベンゾチアジアゾール環に電子ドナー性の複素環を直接つないだ構造のドナー・アクセプター型分子を開発しています。ドナー部位がインドールの誘導体は、室温で発光色が自己回復するMCLを示しました。ドナー部位を変えることで、こすると発光波長が短くなるMCLや、こする刺激の強さに応じた二段階の発光色変化などを実現しました。最近では、水蒸気に応答して発光色が回復する分子へも展開しています。
TWO-COMPONENT SYSTEMS
二成分化で発光変化を拡張する
従来のMCL材料の多くは単成分結晶でした。私たちは、MCL分子を別の発光分子と二成分化することで、MCL挙動を合理的に制御する方法を研究しています。
二種類の発光分子が独立して結晶化した相分離結晶を創製することで、こする刺激による発光波長変化量の大幅な拡張と発光色の自己回復を両立しました。また、ホスト結晶へ極微量のゲスト分子を添加する混晶化によっても、発光波長の変化量を拡張することに成功しています。
Selected publications & reviews代表論文を表示代表論文を非表示
- Ito, S.* Chem. Lett. 2021, 50, 649–660 (Invited Review, Open Access).
- Ito, S.* J. Photochem. Photobiol., C 2022, 51, 100481 (Invited Review).
- Ito, S.* CrystEngComm 2022, 24, 1112–1126 (Invited Review).
- Ito, S.* Bull. Chem. Soc. Jpn. 2026, 99, uoag119 (Invited Review, Open Access).
- Ito, S.*; Yamada, T.; Taguchi, T.; Yamaguchi, Y.; Asami, M. Chem. Asian J. 2016, 11, 1963–1970 (Link).
- Ito, S.*; Taguchi, T.; Yamada, T.; Ubukata, T.; Yamaguchi, Y.; Asami, M. RSC Adv. 2017, 7, 16953–16962 (Open Access).
- Nagai, S.; Yamashita, M.; Tachikawa, T.*; Ubukata, T.; Asami, M.; Ito, S.* J. Mater. Chem. C 2019, 7, 4988–4998 (Link).
- Chen, H.; Kato, K.; Imai, Y.*; Ito, S.* Adv. Opt. Mater. 2026, 14, e71360 (Open Access, Press Release).
- Ikeya, M.; Katada, G.; Ito, S.* Chem. Commun. 2019, 55, 12296–12299 (Link).
- Ito, S.*; Sekine, R.; Munakata, M.; Yamashita, M.; Tachikawa, T.* Chem. Eur. J. 2021, 27, 13982–13990 (Read Only Link).
- Yoshida, R.; Tachikawa, T.*; Ito, S.* Chem. Commun. 2022, 58, 6781–6784 (Link).
- Furukawa, H.; Tachikawa, T.; Ito, S.* Chem. Commun. 2026, 62, 8008–8012 (Link).
CHIRALITY
右手分子と左手分子の化学
ASYMMETRIC SYNTHESIS
キラル分子の選択的合成
右手と左手のように互いに重ね合わせることのできないキラル分子は、右手型は薬になっても左手型は毒になるなど、異なる生物活性を示すことから生物科学分野で長年研究されています。
通常の有機合成では、右手分子と左手分子は１：１の割合で得られますが、不斉合成の技術では片方を選択的に得ることができます。私たちは、二箇所の不斉中心を一挙に構築する「二重不斉付加反応」によりキラルジアミンを高い立体選択性で合成する手法を確立しました。この手法を利用し、新機能を持つキラル分子を開発する研究を進めています。
CIRCULARLY POLARIZED LUMINESCENCE
らせん状の光を制御する
キラルな発光性分子は、右回転と左回転の偏光に偏りが生じた円偏光発光（CPL: Circularly Polarized Luminescence）を示します。私たちは、見た目の発光をほぼ保ったままCPLの回転方向と波長が同時に切り替わる新しいCPLスイッチングを世界に先駆けて実現しました。現在は、固体材料のCPLスイッチングに展開し、二種類の機械的刺激によるCPLの可逆的な変化や、非晶質化した後も効率よくCPLを示すキラル分子結晶の創製などを実現しています。
Selected publications代表論文を表示代表論文を非表示
- Ito, S.*; Ikeda, K.; Asami, M.* Chem. Lett. 2016, 45, 1379–1381 (Link).
- Ito, S.*; Ikeda, K.; Nakanishi, S.; Imai, Y.*; Asami, M.* Chem. Commun. 2017, 53, 6323–6326 (Link, Press Release).
- Ito, S.*; Sekine, R.; Munakata, M.; Asami, M.; Tachikawa, T.; Kaji, D.; Mishima, K.; Imai, Y.* ChemPhotoChem 2021, 5, 920–925 (Read Only Link).
- Murata, H.; Suzuki, S.; Terakubo, K.; Imai, Y.*; Ito, S.* Chem. Asian J. 2024, 19, e202400293 (Open Access).
- Ito, S.*; Wakiyama, S.; Chen, H.; Abekura, M.; Uekusa, H.; Ikemura, R.; Imai, Y.* Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202422913 (Open Access, Press Release).
ASSEMBLY
分子を自在に並べる
DYNAMIC COVALENT CHEMISTRY
安定な分子集合体を組み上げる
通常の共有結合は一度できると簡単には切れませんが、特定の条件下で結合の生成と開裂を繰り返すことのできる「動的共有結合」が知られています。動的共有結合を利用すると、分子同士が何度もつながり直すことで、安定な組合せからなる構造へ自発的に収束していきます。私たちは、この性質を利用して大環状分子をつくり、その機能を開拓する研究を進めています。
QUASI-RACEMIC ASSEMBLY
擬ラセミ分子による配列制御
互いに完全な鏡像関係ではないものの、分子の形がよく似ている「擬ラセミ分子（準ラセミ分子ともいう）」を結晶化すると、両者を規則的に配列できることがあります。私たちは、擬ラセミ分子の配列を利用して、特異な機能を持った有機分子結晶を創製することを目指した研究を進めています。例えば、擬ラセミ体のジアルデヒドとジアミンの自己組織化で構築した大環状イミン結晶では、大きさが異なる２種類の一次元細孔を同一結晶中に形成させることに成功しました。
Selected publications代表論文を表示代表論文を非表示
- Ito, S.; Ono, K.; Iwasawa, N.* J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13962–13965 (Link).
- Ito, S.; Takata, H.; Ono, K.; Iwasawa, N.* Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11045–11048 (Link).
- Ito, S.; Ono, K.; Johmoto, K.; Uekusa, H.; Iwasawa, N.* Chem. Sci. 2016, 7, 5765–5769 (Open Access).
- Ito, S.*; Okada, S.; Sue, R.; Asami, M.* Chem. Lett. 2018, 47, 340–343 (Link).
- Kimoto, M.; Sugiyama, S.; Kumano, K.; Inagaki, S.; Ito, S.* J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 17559–17565 (Open Access, Press Release).
- Ito, S.*; Fukuhara, K.; Arakawa, N.; Suzuki, S.; Imai, Y.* Chem. Eur. J. 2025, 31, e202501677 (Open Access).
- Zhao, Y.; Ito, S.* Bull. Chem. Soc. Jpn. 2026, 99, uoag025 (Link).