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多重架橋型有限長カーボンナノチューブ分子のボトムアップ合成

Research Project

Project/Area Number 15J07564
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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

Principal Investigator

鎌田 翔  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords筒状分子 / 芳香族炭化水素 / X線結晶構造解析 / 有機合成 / 多環式芳香族化合物 / カーボンナノチューブ
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は,“多重架橋型および完全な帯状構造を持つ有限長カーボンナノチューブ分子のボトムアップ合成”を目的としている.本研究が達成されることにより,カーボンナノチューブ(以下CNT)の最小要素を作り出すにすぎなかったボトムアップ化学合成という手法を, CNT分子の全合成にまで押し上げることが出来る成果になるものと期待できる.昨年度は,目的の達成のために,新規カーボンナノチューブ分子合成に向けた,新しい芳香族炭化水素パネルの合成を検討した.
得られた芳香族炭化水素パネルである,“ヘプタゼトレン”の構造を詳細に解析するために,単結晶を用いたX線構造解析を行い,この分子が大きく歪んでいることを明らかにした.ヘプタゼトレンは,平面上構造を持つという解析結果が報告されており,今回の結果は特異な構造であることが明示された.この結果から,ヘプタゼトレンが筒状分子の基盤としての適用可能性が期待される結果となった.
ヘプタゼトレンの筒状分子化については,昨年度から検討を続けており,目的の筒状分子の合成には至っていなかった.本年度はさらなる検討を重ねたところ,目的とする筒状分子の生成を質量分析装置を用いた解析から見出すことができた.さらなる条件検討,ならびに精製条件の検討を行ったが,目的とする筒状分子の単離構造決定には至らなかった.その理由としては,①目的分子の生成量がごく僅かであったこと,②多量化させたことによる不安定化し,目的分子が不安定であったこと,などが考えられる.
以上のように,ヘプタゼトレンを用い筒状分子の合成検討を行い,目的物の生成を質量分析により確認することができたが,単離精製には至らなかった.さらなる検討が必要ではあるものの,本研究の成果は,ヘプタゼトレンなどの拡張π芳香族炭化水素分子を基盤とする筒状分子の構築に,知見を与えるものであると考えられる.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results)

  • [Journal Article] Self-Sorting of Two Hydrocarbon Receptors with One Carbonaceous Ligand2016

    • Author(s)
      T. Matsuno, S. Sato, A. Yokoyama, S. Kamata, and H. Isobe
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Issue: 49 Pages: 15339-15343

    • DOI

      10.1002/anie.201609444

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crystal Structure of 7,15-Bis(4-tert-butylphenyl)-1,9-dimethylheptazethrene2016

    • Author(s)
      Kamata, S.; Sato, S.; Wu, J.; Isobe, H.
    • Journal Title

      Acta Cryst.

      Volume: E73 Issue: 2 Pages: 99-102

    • DOI

      10.1107/s2056989016020247

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Modulation of Energy Conversion Processes in Carbonaceous Molecular Bearings2015

    • Author(s)
      Shunpei Hitosugi, Kei Ohkubo, Yuki Kawashima, Taisuke Matsuno, Sho Kamata, Kosuke Nakamura, Hirohiko Kono, Sota Sato, Shunichi Fukuzumi, Hiroyuki Isobe
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: 10 Issue: 11 Pages: 2404-2410

    • DOI

      10.1002/asia.201500673

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis and Dynamic Structures of a Hybrid Nanohoop Molecule Composed of Anthanthrenylene and Phenylene Panels2015

    • Author(s)
      P. Sarkar, S. Sato, S. Kamata, T. Matsuno, H. Isobe
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 44 Issue: 11 Pages: 1581-1583

    • DOI

      10.1246/cl.150801

    • NAID

      130005108104

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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