立命館大学生命科学部の前田大光教授／RARAフェロー、小林洋一教授／RARAアソシエイトフェロー、九州大学先導物質研究所の福原学教授らの研究チームは、東京科学大学、東京工科大学の研究者らと共同で、アニオンの種類に応じて構造や電子状態を変化させることができる新たな直交型カチオンを開発しました。このイオンペア^※1は、光や圧力に応答して性質が変化することから、次世代の光触媒や電子材料への応用が期待されます。
　本研究成果は、2026年8月17日（現地時間）に、英国王立化学会誌「Chemical Science」に掲載されました。

研究成果の概要

　近年、さまざまな構造や電子状態を有するπ電子系^※2の設計・合成が行われ、その機能発現が報告されています。とくに、分子内に電子密度の偏りを有する構造は、光に応答して分子内で電子が移動することが知られており、それを利用した光レドックス触媒^※3の開発が進められています。
　本研究チームは、アニオン会合部位と電子不足なπ電子系がホウ素を介して直交型に連結した新規π電子系カチオンを新たに合成し、イオンペアメタセシス^※4によって異なる対アニオンを導入しました。その結果、対アニオンの違いによってカチオンの構造や電子状態が変化し、それに応じて光による電子移動の挙動も制御できることを明らかにしました。
　さらに、圧力に応答した光物性の変化や、結晶中における多様なイオンペア集合体の形成も確認しました。本研究は、軽元素を利用した効率的な光触媒創製の基礎的な知見となると同時に、光励起にともなうキャリア生成を起点とした半導体材料への応用展開が期待されます。
　本研究は、文部科学省科学研究費補助金および立命館グローバル・イノベーション研究機構（R-GIRO）^※5などの支援によって実施されました。

図1（a）アニオン会合部位を有する直交型π電子系の概念図;
　 （b）ジピロリルジケトンホウ素ジオール錯体の例

詳細は、以下のプレスリリースをご覧ください。
https://www.ritsumei.ac.jp/profile/pressrelease_detail/?id=1329

前田教授のコメント

　新しい分子の合成は、新しい機能へとつながります。今回の鍵となるアニオンレセプター分子（アニオンに対して高い親和性を有する有機分子）は、20年以上前に私たちが最初に報告したものです。今回、そこに正電荷を付与するという新たな発想によって、これまでにない超分子構築を実現し、さらに光や圧力に応答する新たな機能へと展開することができました。20年以上前に見いだした分子骨格が、まったく新しい機能を生み出す可能性を秘めていたことは、私たちにとっても大きな驚きでした。分子の設計を少し変えるだけで、これまで見えていなかった現象や機能が現れる—そこに分子の科学の大きな魅力があります。今回の成果を通じて、まだ開拓されていない分子の可能性がいかに大きいかを改めて実感しました。これからも新しい分子を起点として、未知の構造や機能を切り拓いていきたいと思います。

用語説明

• ※1 イオンペア：
  アニオンとカチオンの対からなる化学種。
• ※2 π電子系：
  二重結合などを有する分子。分子構造によっては可視光を吸収し、色素となる。
• ※3 光レドックス触媒：
  可視光照射により電子状態が変化し、基質の一電子酸化と一電子還元の両方に対して活性を示す触媒。
• ※4 イオンペアメタセシス：
  所望のカチオンの塩とアニオンの塩を混合し、新しいイオンペアを創製する手法。
• ※5 立命館グローバル・イノベーション研究機構（R-GIRO）：
  立命館大学の中核研究組織として、2008年4月に設立された分野横断型の研究組織。