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APEX反応よる革新的ナノグラフェン合成法の確立

Research Project

Project/Area Number 18J23379
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Synthetic chemistry
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

松岡 和  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsナノグラフェン / 有機電子材料 / ルブレン / π拡張 / 縮環π拡張 / APEX / アセン / 縮環π拡張反応 / 脱芳香族化反応 / 縮環芳香族化合物 / 遷移金属触媒反応 / 多様性指向型合成
Outline of Annual Research Achievements

多環芳香族炭化水素(PAH)やπ拡張ヘテロ芳香環、ナノグラフェンに代表される縮環芳香族化合物は、有機電子材料に頻繁に用いられる重要な化合物群である。これらの化合物は一般的に、多段階の標的指向型合成法によって合成される。このような手法は、ナノグラフェンやグラフェンナノリボンなど様々な縮環芳香族化合物の精密合成を実現したが、材料科学の観点からは解決すべき課題も抱えている。すなわち、縮環芳香族化合物の網羅的な合成・評価を必要とする材料化学分野において、各々の目的物に対して都度適した合成戦略を考案する必要がある点や多段階の合成を必要とする点は、重大な欠点であった。
本研究員は上記の問題を解決するため、縮環π拡張反応(APEX反応) により短工程で多様な縮環芳香族化合物を合成するテンプレート成長法の開発に取り組んでいる。APEX反応とは、官能基化されていない芳香族化合物を基質として用い、縮環芳香環を構築する反応である。本年度は、前年度までに開発したAPEX反応を鍵反応として、有機電子材料であるルブレンのπ拡張反応に取り組んだ。ルブレンは、極めて高い電荷移動度を示すことや一重項分裂・三重項-三重項消滅など興味深い現象を引き起こすことから最も盛んに研究されている有機電子材料のひとつである。しかしながら、可視光の照射や酸素の存在により分解反応が進行してしまうことからルブレンの誘導化は困難であり、不活性なC-H結合を変換した例は極めて限定的である。本研究員は、開発したAPEX反応(M-APEX)を用いてルブレンのM領域のπ拡張反応を行なった。結果として、わずか3段階でルブレンの主骨格であるテトラセン骨格をヘキサセン骨格へとπ拡張することに成功した。得られたπ拡張ルブレンは、代表的な有機電子材料において頻繁に見られる2次元レンガ状の集積構造を示しているため、材料科学分野での応用が期待される。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] イリノイ大学(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis of Nitrogen‐Containing Polyaromatics by Aza‐Annulative π‐Extension of Unfunctionalized Aromatics2020

    • Author(s)
      Kawahara Kou P.、Matsuoka Wataru、Ito Hideto、Itami Kenichiro
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 59 Issue: 16 Pages: 6383-6388

    • DOI

      10.1002/anie.201913394

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Annulative π-extension of indoles and pyrroles with diiodobiaryls by Pd catalysis: rapid synthesis of nitrogen-containing polycyclic aromatic compounds2018

    • Author(s)
      Kitano Hiroyuki、Matsuoka Wataru、Ito Hideto、Itami Kenichiro
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 9 Issue: 38 Pages: 7556-7561

    • DOI

      10.1039/c8sc02802h

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脱芳香族化による縮環芳香族化合物の活性化と位置選択的縮環π拡張(APEX)反応の開発2021

    • Author(s)
      松岡和、伊藤英人、David Sarlah、伊丹健一郎
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱芳香族化を足がかりとした芳香族化合物の位置選択的縮環π拡張反応2020

    • Author(s)
      松岡 和, 伊藤 英人, David Sarlah, 伊丹 健一郎
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Transition Metal-Catalyzed Regioselective APEX Reactions for Polycyclic Arene Synthesis2019

    • Author(s)
      松岡 和, 伊藤 英人, David Sarlah, 伊丹 健一郎
    • Organizer
      ITbM-GTR Pre-ISNA Symposium
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 縮環芳香族化合物の効率的な合成を指向した遷移金属触媒による位置選択的APEX反応の開発2019

    • Author(s)
      松岡和, 伊藤英人, David Sarlah, 伊丹健一郎
    • Organizer
      第66回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Palladium-catalyzed annulative π-extension (APEX) reaction of aromatic compounds with diiodobiaryls2019

    • Author(s)
      松岡和、北野浩之、伊藤英人、伊丹健一郎
    • Organizer
      日本化学会 第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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