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Synthetic Challenge to Stable Porphyrinyl Poly-radicals

Research Project

Project/Area Number 17F17339
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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

Principal Investigator

大須賀 篤弘  京都大学, 理学研究科, 教授 (80127886)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) BELLAMKONDA ADINARAYANA  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-11-10 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsポルフィリン / ラジカル / 動的共有結合 / 電子スピン共鳴 / クロリン / シクロファン / X線結晶構造解析 / サブポルフィリン / ドナーアクセプター
Outline of Annual Research Achievements

これまでジシアノメチル基をメゾ位やベータ位に有するポルフィリンやサブポルフィリンを合成し、それを酸化してジシアノメチルラジカルを発生させると、スピン密度の非局在化により発生したラジカル種が極めて効果的に安定化されることを明らかにしてきた。またベータ位にジシアノメチルラジカルをもつポルフィリンは、固体状態では二量体として存在するが、溶液中では二量体が解離した2つのモノラジカル種の状態との平衡状態にあるという、動的共有結合(Dynamic Covalent Bond)を有していることがわかっていた。
本年は二箇所のベータ位にジシアノメチル基を有する亜鉛ポルフィリンおよびニッケルポルフィリンを合成し、それを酸化してジシアノメチルラジカルを発生させると、シクロファン型のクロリンダイマーが得られ、それがDynamic Covalent Chemistryを示すことを明らかにした。また、中心金属の種類によってラジカルへの結合解離の活性化エネルギーが異なることも温度可変NMRやESRから明らかにした。さらに、置換基の異なるポルフィリンを用意し、交差実験によってDynamic Covalent Chemistryの機構の解明に挑んだ。DFT計算を用いてこれらの現象の解釈も行なった。この研究成果は学会発表や論文(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 49, 4320)として報告した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Chalmers University of Technology(スウェーデン)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cyclophane‐type Chlorin Dimers from Dynamic Covalent Chemistry of 2,18‐Porphyrinyl Dicyanomethyl Diradicals2020

    • Author(s)
      B. Adinarayana, K. Kato, D. Shimizu, T. Tanaka, K. Furukawa, A. Osuka
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 49 Issue: 11 Pages: 4320-4323

    • DOI

      10.1002/anie.201914480

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stable meso-meso Linked 2NH-Corrole Radical Dimers as a Key Intermediate to Corrole Tape2020

    • Author(s)
      S. Ooi, B. Adinarayana, D. Shimizu, T. Tanaka, A. Osuka
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 59 Issue: 24 Pages: 9423-9427

    • DOI

      10.1002/anie.202002976

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electron transfer reactions in sub-porphyrin-naphthyldiimide dyads2019

    • Author(s)
      B. Kucukoz, B. Adinarayana, A. Osuka, B. Albinsson
    • Journal Title

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      Volume: 21 Issue: 30 Pages: 16477-16485

    • DOI

      10.1039/c9cp03725j

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] “Stable (BIII-Subporphyrin-5-yl)dicyanomethyl Radicals”2019

    • Author(s)
      B. Adinarayana, D. Shimizu, and A. Osuka
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 25 Pages: 1706-1710

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Stable (BIII-Subporphyrin-5-yl)dicyanomethyl Radicals2019

    • Author(s)
      Bellamkonda Adinarayana, Daiki Shimizu, Atsuhiro Osuka
    • Organizer
      ISNA-19
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-11-13   Modified: 2024-03-26  

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