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フラーレンのσ骨格変換反応による新規筒型π電子系化合物の合成と物性探索

Research Project

Project/Area Number 11J03384
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

森中 裕太  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsフラーレン / 開口フラーレン / アクセプター材料 / 有機薄膜太陽電池 / π電子系化合物 / π共役系
Research Abstract

カーボンナノチューブの部分構造とも考えられる輪状のπ電子系化合物は、合成化学・材料科学・理論化学など多方面から興味がもたれている。しかし、その実現は極めて困難であり報告例は未だ数例に限られている。本研究では、C_<60>の2箇所に巨大な開口部を構築することにより、筒型構造という従来にないナノチューブの最小基本構造を構築し、その構造と物性の相関を明らかにすることを目的としている。
今年度の研究では、筒型化合物の合成を達成するため、理論計算を駆使した分子モデリングを行った。開口部の構築において高い位置選択性を実現することを指向し、様々なスペーサ牧を用いた分子の構造最適化を行い、目的とする位置への付加反応が優先的に進行すると期待される構造を見出した。実際に4段階の反応を経て、開口部形成の反応点を含んだスペーサー構造を構築し、更にフラーレンとの付加反応を行うことによってスペーサーを連結したC_<60>誘導体の合成を達成した。今後はこの誘導体に対する加熱あるいは光照射によって開口部形成を試み、筒型開口部を構築し、目的とする筒型π電子系化合物の合成を達成したい。これらの合成を達成した後は、筒型π電子系化合物をホストとしたゲスト分子の取り込みを試みたい。また、有機薄膜太陽電池のアクセプター材料としての性能を明らかにするため、デバイス作製から評価までを自ら一貫して行い、その応用可能性についても追及していく予定である。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] X-ray observation of a helium atom and placing a nitrogen atom inside He@C_60 and He@C_702013

    • Author(s)
      森中裕太
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1554-1554

    • DOI

      10.1038/ncomms2574

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and photovoltaic properties of acceptor materials based on the dimerization of fullerene C_60 for use in efficient polymer solar cells2013

    • Author(s)
      森中裕太
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: (印刷中) Issue: 35 Pages: 3670-3672

    • DOI

      10.1039/c3cc41084f

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modification of the σ-framework of [60]fullerene for bulk-heterojunction solar cells2011

    • Author(s)
      村田理尚
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 47巻 Issue: 26 Pages: 7335-7337

    • DOI

      10.1039/c1cc12406d

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヘリウム原子内包フラーレンの有機合成と新規異種原子内包フラーレンの発生2013

    • Author(s)
      森中裕太
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学
    • Year and Date
      2013-03-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Organic Synthesis of Helium-Containing Fullerenes and Generation of Endohedral Fullerenes Encapsulating Two Different Atoms2013

    • Author(s)
      森中裕太
    • Organizer
      第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2013-03-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Photovoltaic Properties of Dumbbell-Shaped Fullerene Derivatives2012

    • Author(s)
      村田理尚
    • Organizer
      The Twelfth International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • Place of Presentation
      Rihga Royal Hotel Kyoto
    • Year and Date
      2012-11-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ダンベル型フラーレン誘導体:有機薄膜太陽電池のモルフォロジー制御2012

    • Author(s)
      村田理尚
    • Organizer
      第23回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Modification of the σ-framework of[60]fullerene for bulk-heterojunction solar cells2011

    • Author(s)
      森中裕太
    • Organizer
      ISNA-14
    • Place of Presentation
      オレゴン大学
    • Year and Date
      2011-07-26
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] LUMO準位を制御した開口C60誘導体の合成と有機薄膜太陽電池への応用2011

    • Author(s)
      森中裕太
    • Organizer
      CREST有機薄膜太陽電池シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学化学研究所
    • Year and Date
      2011-07-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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