生体分子の１分子レベルでの制御を目指した糖鎖π電子複合中分子の創製

• 研究領域: 反応集積化が導く中分子戦略：高次生物機能分子の創製
• 研究課題/領域番号: 15H05840
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 羽村 季之 関西学院大学, 理工学部, 教授 (20323785)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円); 2019年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2018年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2017年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2016年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2015年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: π電子複合中分子 / イソアセノフラン / ペプチド-ペンタセン / ベルト状分子 / 高次イプチセン / 糖鎖分子 / 高次生物機能 / シングレットフィッション / 糖鎖π電子複合中分子 / 自己環形成反応 / イソベンゾフラン / ポリアセン / π共役ベルト状分子 / π電子系複合中分子 / イソベンゾフラントリマー / 細胞応答制御 / 高反応性分子 / ジデヒドロイソベンゾフラン / エンド選択的環付加反応 / シクラセン

研究成果の概要

イソベンゾフランを中心とする潜在的に高い反応性を持つ高反応性分子の開発とこれの反応集積化を駆使して、一次元、二次元、三次元にπ共役系が拡張された多環式芳香族構造を迅速に構築する手法の開発に成功した。また、これらの合成ブロックを適切に変換することによって、π拡張型ルブレンやシクラセン型ベルト状分子、さらに高次イプチセンの合成などの多様なπ共役系中分子の合成を達成し、homo-conjugationや分子内一重項分裂など、興味深い性質を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

複数の反応の情報をインプットした高反応性分子の連続的環化付加反応を中心とする反応集積化によって、一次元・二次元・三次元にπ共役系が拡張された様々なπ共役系中分子を自在に合成できるようになった。この方法論を可能にする合成上の最大のポイントは、キノイド型合成ブロックとして有用なイソベンゾフランの単離・精製法を編み出したことである。これにより、次元性の制御が可能な多種多様なイソベンゾフランの合成や発生が可能になり、これらを合成ブロックとする斬新な分子設計と独自の合成戦略によって、既存法では合成困難な多様なπ電子構造の構築が可能になった。

研究成果

• [雑誌論文] Intramolecular benzoallene-;alkyne cycloaddition initiated by site-selective SN2’ reaction of epoxytetracene en route to π-extended pyracylene (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Kitamura, K. Asahina, K. Adachi, T. Hamura*
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 55 号: 74 ページ: 11021-11024
  • DOI: 10.1039/c9cc05500b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ambipolar transistors based on chloro-substituted tetraphenylpentacene (2019)
  • 著者名/発表者名: R. Sato,* S. Eda, H. Sugiyama, H. Uekusa, T. Hamura,* and T. Mori *
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 7 号: 11 ページ: 3294-3299
  • DOI: 10.1039/c8tc06603e
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new synthetic route to 5,6,11,12-tetraarylethynyltetracenes (2018)
  • 著者名/発表者名: Kitamura Kei、Asahina Kenta、Nagai Yusaku、Zhang Keshu、Nomura Shogo、Tanaka Katsunori、Hamura Toshiyuki
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 16 号: 47 ページ: 9143-9146
  • DOI: 10.1039/c8ob02450b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Didehydroisobenzofuran: a new reactive intermediate for construction of isoacenofuran (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuoka, J. Sunna, K. Miyakawa, Y. Chuda, R. Sugimoto, T. Hamura
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 24 号: 71 ページ: 18886-18889
  • DOI: 10.1002/chem.201804655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Evaluation of 1,3a,6a-triazapentalene (TAP)-bonded system (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Ito, A. Mera, T. Mashita, T. Seki, J. Nakayama, E. Ohashi, K. Sangit, T. Hamura, H. Ito, K. Nanba
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 24 号: 67 ページ: 17727-17730
  • DOI: 10.1002/chem.201804733
  • NAID: 120006768206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tetrakis(phenylethynyl)tetracene: A New π‐Extended Rubrene Derivative (2018)
  • 著者名/発表者名: Kitamura Kei、Asahina Kenta、Nagai Yusaku、Sugiyama Haruki、Uekusa Hidehiro、Hamura Toshiyuki
  • 雑誌名: Chemistry A European Journal 巻: 24 号: 53 ページ: 14034-14038
  • DOI: 10.1002/chem.201803294
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Star-shaped Polycyclic Aromatic Ketones via 3-Fold Cycloadditions of Isobenzofuran Trimer Equivalent (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Tozawa, T. Kakuda, K. Adachi, T. Hamura
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 19 号: 15 ページ: 4118-4121
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.7b01932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water-soluble 1,3-Diarylisobenzoheterols: Syntheses and Characterization (2017)
  • 著者名/発表者名: 戸澤仁志、北村圭、羽村季之
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 号: 5 ページ: 703-706
  • DOI: 10.1246/cl.170137
  • NAID: 130005655717
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 1,3-Dialkyny- and 1,3-dialkenyl-isobenzofurans: new π-extended congeners prepared by double nucleophilic addition of alkynyllithiums to o-phthalaldehyde (2017)
  • 著者名/発表者名: 工藤涼司、北村圭、羽村季之
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 号: 1 ページ: 25-28
  • DOI: 10.1246/cl.160884
  • NAID: 130005308325
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ring Selective Generation of Isobenzofuran for Divergent Access to Polycyclic Aromatic Compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Akita, K. Kawanishi, T. Hamura
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 17 号: 12 ページ: 3094-3097
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b01364
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Synthetic Route to Substituted Tetracenes and Pentacenes via Stereoselective [4+2] Cycloadditions of 1,4-Dihydro-1,4-epoxynaphthalene and Isobenzofuran (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Eda, F. Eguchi, H. Haneda, T. Hamura
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 27 ページ: 5963-5966
  • DOI: 10.1039/c5cc00077g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selective Halogen-Lithium Exchange of 1,2-Dihaloarenes for Successive [2+4] Cycloadditions of Arynes and Isobenzofurans (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Eda, T. Hamura
  • 雑誌名: Molecules 巻: 20 号: 10 ページ: 19449-19462
  • DOI: 10.3390/molecules201019449
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ジシクロブタベンゾペンタレン類の合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 上田晃輔、羽村 季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] エポキシアセンキノンを活用した多官能性芳香族化合物の合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 和田吉史,、神崎正義、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] メカノケミカル反応を活用したイソアセノフランの合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 神崎正義、和田吉史、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] 5,11-テトラセノファンの合成研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 尾崎智紀、曽我瑛里、北村圭、井川和宣、友岡克彦、 羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] 非対称型イソベンゾフランを用いた置換テトラセンの位置選択的合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 曽我瑛里、尾崎智紀、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] アントロン誘導体を用いた置換アセン類の合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 稲岡幸佑、足立和彦、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] メカノケミカル反応を活用したポリアセンの合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 星野聡汰、鄭善牙、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] プロペラ型構造を有するイソベンゾヘテロールの合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中橋諒太、鄭善牙、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] 高次イプチセン類の合成研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鄭善牙、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] 安定型オルトキノジメタンの環化付加反応を鍵とする高次ポリアセンの合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 足立和彦、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] Development of New Polarizing Agents Using Acenes for Dynamic Nuclear Polarization (2020)
  • 著者名/発表者名: 足立和彦、星野聡汰、鄭善牙、立石健一郎、上坂洋、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] Efficient Access to Polycyclic Aromatic Compounds Using Reactive Molecules (2019)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: The 2th International Symposium of Middle Molecular Strategy for Young Scientists (ISMMSys-2)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Syntheses of Isoanthracenoheteroles by Cycloaddition of Didehydroisobenzofuran (2019)
  • 著者名/発表者名: 鄭善牙、宮川馨、松岡卓、羽村季之
  • 学会等名: The 27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Syntheses of Functionalized Polyaromatic Compounds by Using Quinoidal Reactive Molecules (2019)
  • 著者名/発表者名: Kei Kitamura, Ryoji Kudo, Toshiyuki Hamura
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] 電子受容型ジシクロブタビフェニレンの合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 池島諒、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] アルキニルイソベンゾフランを用いた置換テトラセンの合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 曽我 瑛里・北村 圭・羽村 季之
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] 1,10-アントラセノファンの合成とその立体化学挙動 (2019)
  • 著者名/発表者名: 曽我 瑛里・北村 圭・井川 和宣・友岡 克彦・羽村 季之
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] ジデヒドロイソベンゾフランの環化付加反応によるイソアントラセノフランの合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鄭善牙・宮川 馨・松岡 卓・羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] ビフェニレン骨格を有する新規π共役系分子の合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口翔平・池島 諒・羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] 安定型オルトキノジメタンを合成ブロックとするπ共役系分子の合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 足立和彦・羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] プロペラ型構造を有するイソベンゾフランの合成と応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中橋諒太 、鄭 善牙、羽村 季之
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] 円板状型芳香族ポリケトンの合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 神崎正義、足立和彦、羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] Efficient Access to Novel pi-Conjugated Compounds Using Reactive Molecules (2018)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: The 4th International Symposium of Middle Molecular Strategy (ISMMS-4)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高次ポリアセンの系統的合成と応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 北村圭，工藤涼司，羽村季之
  • 学会等名: 第113回有機合成シンポジウム
• [学会発表] ベンザインの二量化反応を用いたシクロブタジテトラセンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池島諒、武田麻、齋藤允遼、羽村季之
  • 学会等名: 第113回有機合成シンポジウム
• [学会発表] ベンザインの二量化反応を用いたシクロブタジテトラセンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池島諒、武田麻、齋藤允遼、羽村季之
  • 学会等名: 第38回有機合成若手セミナー
• [学会発表] イソベンゾフラントリマーの多重環化付加反応を用いたスターフェン型芳香族ポリケトンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 足立和彦・戸澤仁志・木全吉光・羽村季之
  • 学会等名: 第38回有機合成若手セミナー
• [学会発表] シクロブタジテトラセンの合成と物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池島諒、武田麻、齋藤允遼、羽村季之
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] 高次イプチセンの合成と分子内シングレットフィッションへの応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鄭善牙・王 莉・玉井尚登・羽村季之
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] イソベンゾフランの逐次活性化を利用した巨大平面パイ共役系の合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 足立和彦・木全吉光・戸澤仁志・羽村季之
  • 学会等名: 第114回有機合成シンポジウム
• [学会発表] ベンザインの二量化反応を用いたシクロブタジテトラセンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池島諒，羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会（日本大学）
• [学会発表] ノイド型合成ブロックを活用する置換ポリアセンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 北村圭，工藤涼司，羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会（日本大学）
• [学会発表] キノイド型合成ブロックを活用する置換ポリアセンの合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 足立和彦, 木全吉光，吉川 浩史，羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会（日本大学）
• [学会発表] 生体分子の１分子レベルでの制御を目指した糖鎖π電子複合中分子の創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: 新学術領域研究 平成２８年度第３回成果報告会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2017-01-28
• [学会発表] 高反応性分子を駆使した高次縮環π電子系分子の創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: 工学部講演会（熊本大学）
  • 招待講演
• [学会発表] Synthetic Study of High-Ordered Iptycene Derivatives Using Isobenzofuran as a Reactive Platform (2017)
  • 著者名/発表者名: Sunna Jung, Toshiyuki Hamura
  • 学会等名: 第28回基礎有機化学討論会（九州大学）
• [学会発表] ジデヒドロイソベンゾヘテロールの環化付加反応による新規ヘテロ芳香族化合物の合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮川 肇、松岡 卓、羽村季之
  • 学会等名: 第４７回複素環化学討論会（高知県民文化ホール）
• [学会発表] 高反応性分子を駆使した高次縮環π電子系分子の創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: 先端有機化学セミナー
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・春日市）
  • 招待講演
• [学会発表] ジデヒドロイソベンゾヘテロールの環付加反応を基盤とするイソアセノヘテロールの合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮川馨，羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第９７春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
• [学会発表] π拡張型ルブレンを活用する高次縮環芳香族化合物の合成研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北村 圭，長井由作，張 可樹，羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第９７春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
• [学会発表] イソベンゾフランを活用する新規π共役系分子の合成研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: 日本化学会第96回春季年会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府・京田辺市)
  • 年月日: 2016-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] 1,3-ジアルキニルイソベンゾフランの効率的合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 工藤 涼司・朝比奈 健太・北村 圭・羽村 季之
  • 学会等名: 日本化学会第96回春季年会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府・京田辺市)
  • 年月日: 2016-03-25
• [学会発表] Efficient Access to Novel pi-Conjugated Compounds Using Reactive Molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: 第48回構造有機化学若手の会
  • 発表場所: 白浜荘（滋賀県・高島市）
  • 招待講演
• [学会発表] 高反応性分子を駆使した高次縮環π電子系分子の創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: 第３回次世代の有機化学・広島シンポジウム
  • 発表場所: 広島大学(広島県・東広島市）
• [学会発表] ベンザインとイソベンゾフランの連続的環付加反応を利用した置換ペンタセンの合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 江田昌平，羽村季之
  • 学会等名: 第2回新学術領域研究「反応集積化が導く中分子戦略: 高次生物機能分子の創製」若手シンポジウム
  • 発表場所: 民営国民宿舎ニュー砂丘荘（鳥取県・鳥取市）
• [学会発表] π拡張型ルブレン類の合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北村 圭，朝比奈健太，長井由作，張 可樹，羽村季之
  • 学会等名: 第２７回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県・広島市）
• [学会発表] 置換イソベンゾフランの効率的合成法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 工藤涼 司、朝比奈健太、中山涼介、北村 圭、羽村季之
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] 高反応性分子を駆使した高次縮環π電子系分子の創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 羽村季之
  • 学会等名: 第３１回若手化学者のための化学道場
  • 発表場所: 淡路夢舞台（兵庫県・淡路市）
  • 年月日: 2015-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] 自己環形成反応を鍵とするベルト状分子の合成研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浜田和貴・北村 圭・羽村季之
  • 学会等名: 第３１回若手化学者のための化学道場
  • 発表場所: 淡路夢舞台（兵庫県・淡路市）
  • 年月日: 2015-08-27
• [図書] Organic Synthetic Reaction under Kinetic Control (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Yagai, T. Hamura, M. Numata (Eds)
  • 総ページ数: 245
  • 出版者: ELSEVIER
  • ISBN: 9780128121269
• [備考] 関西学院大学理工学部 環境・応用化学科 羽村研究室
  • URL: http://www.kg-applchem.jp/hamura/
• [備考] 関西学院大学理工学部 環境・応用化学科 羽村研究室
  • URL: http://www.kg-applchem.jp/hamura/