• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Investigation of an interplay between boron and pi-conjugated systems for the development of functional material

Research Project

Project/Area Number 20H02722
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Shoji Yoshiaki  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40525573)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Keywordsホウ素 / 空軌道 / ルイス酸 / 発光特性 / 有機デバイス / 有機変換反応 / 非共有結合性相互作用 / 骨格転位反応 / 発光 / 炭素-炭素結合形成反応 / 炭素-炭素結合切断反応
Outline of Research at the Start

本研究では、電子欠損性ホウ素化合物を利用した新たな炭素-炭素結合形成/切断反応を開発し、他の手法では合成が困難なπ共役分子骨格を構築するための基盤技術を確立することを目指します。さらに挑戦的な課題として、常温でのアルカン活性化といった高難度物質変換反応を探求します。本研究を通じて、有機ホウ素を用いた反応化学の新たな潮流を拓くとともに、既存技術の延長線上にはない分子技術を開拓することを目指します。

Outline of Final Research Achievements

We have investigated structures and properties of organoboron compounds in which boron vacant orbitals are integrated in various ways. We have found that (1) a diboron compound with two neighboring vacant orbitals exhibit dual fluorescence and environmental response properties due to the change in relative angles between the vacant orbitals, (2) boron-containing π-conjugated macrocycles exhibit a strong boron-olefin proximity interaction beyond van der Waals force, (3) a newly developed diborylacetylene derivative if useful for the synthesis of densely boron-containing materials, (4) boron- and nitrogen-containing heterocyclic compounds that are isoelectronic with anti-aromatic hydrocarbons show unique electronic properties.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において、炭素π電子系に対してホウ素原子を組み込んだ化合物の開発を通じて、ホウ素がもつ空軌道とπ電子系との相互作用に基づく多彩な機能発現が可能であることを明らかにした。本研究で得られた学術的な成果は、今後、新しい物質変換反応や有機デバイス開発を含む新機能物質開発において基礎・応用の両面で有用な知見を提供するものと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 6 results) Remarks (4 results)

  • [Int'l Joint Research] フンボルト大学(ドイツ)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] フンボルト大学(ドイツ)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] フンボルト大学(ドイツ)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis and Properties of B4N4‐Heteropentalenes Fused with Polycyclic Hydrocarbons2023

    • Author(s)
      Kashida Junki、Shoji Yoshiaki、Taka Hideo、Fukushima Takanori
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 29 Issue: 19

    • DOI

      10.1002/chem.202203561

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bringing out the potential of organoboron compounds by designing the chemical bonds and spaces around boron2022

    • Author(s)
      Shoji Yoshiaki、Kashida Junki、Fukushima Takanori
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 28 Pages: 4420-4434

    • DOI

      10.1039/d2cc00653g

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A carbon-functionality-appended diborylacetylene available for a component of organic synthesis and OLEDs2022

    • Author(s)
      Tsukada Tetsuyoshi、Shoji Yoshiaki、Takenouchi Kumiko、Taka Hideo、Fukushima Takanori
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 32 Pages: 4973-4976

    • DOI

      10.1039/d2cc01159j

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Element‐Substituted Cyclobutadiene Exhibiting High‐Energy Blue Phosphorescence2021

    • Author(s)
      Shoji Yoshiaki、Ikabata Yasuhiro、Ryzhii Ivan、Ayub Rabia、El Bakouri Ouissam、Sato Taiga、Wang Qi、Miura Tomoaki、Karunathilaka Buddhika S. B.、Tsuchiya Youichi、Adachi Chihaya、Ottosson Henrik、Nakai Hiromi、Ikoma Tadaaki、Fukushima Takanori
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 60 Issue: 40 Pages: 21817-21823

    • DOI

      10.1002/anie.202106490

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An Air‐ and Water‐Stable B4N4‐Heteropentalene Serving as a Host Material for a Phosphorescent OLED2021

    • Author(s)
      Kashida Junki、Shoji Yoshiaki、Ikabata Yasuhiro、Taka Hideo、Sakai Hayato、Hasobe Taku、Nakai Hiromi、Fukushima Takanori
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 60 Issue: 44 Pages: 23812-23818

    • DOI

      10.1002/anie.202110050

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tetraaryldiborane(4) Can Emit Dual Fluorescence Responding to the Structural Change around the B-B Bond2021

    • Author(s)
      Shoji Yoshiaki、Tanaka Naoki、Ikabata Yasuhiro、Sakai Hayato、Hasobe Taku、Koch Norbert、Nakai Hiromi、Fukushima Takanori
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 61 Issue: 1 Pages: 202113549-202113549

    • DOI

      10.1002/anie.202113549

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Observation of Borane?Olefin Proximity Interaction Governing the Structure and Reactivity of Boron‐Containing Macrocycles2021

    • Author(s)
      Murata Yukihiro、Matsunagi Kenta、Kashida Junki、Shoji Yoshiaki、Ozen Cihan、Maeda Satoshi、Fukushima Takanori
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: - Issue: 26 Pages: 14630-14635

    • DOI

      10.1002/anie.202103512

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホウ素とオレフィンの近接相互作用による含ホウ素環状π共役化合物の骨格転位反応2023

    • Author(s)
      村田 幸優、福島 孝典、庄子 良晃
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Emission Properties of a New Donor-Acceptor Conjugated Molecule with a Diborylbenzene Unit2023

    • Author(s)
      Yunyi Song、Tetsuyoshi Tsukada、Yoshiaki Shoji、Takanori Fukushima
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機ホウ素化合物のポテンシャルを引き出す分子設計戦略2022

    • Author(s)
      庄子 良晃
    • Organizer
      第7回有機若手ワークショップ, 京都大学大学院理学研究科化学専攻 有機化学系研究室
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ホウ素の潜在力を引き出す有機ホウ素化合物の分子設計戦略2022

    • Author(s)
      庄子 良晃
    • Organizer
      山口東京理科大学第276回コロキウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Pursuing New Structures and Properties of Organoboron Compounds by Designing Chemical Bonds and Spaces around Boron2022

    • Author(s)
      Yoshiaki Shoji
    • Organizer
      11th Singapore International Chemistry Conference (SICC-11)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Vacant-Orbital Engineering for the Design of Functional Organoboron Compounds2022

    • Author(s)
      Yoshiaki Shoji
    • Organizer
      KJF-ICOMEP-2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] B4N4-ヘテロペンタレン骨格を組み込んだ拡張π電子系化合物の合成と性質2022

    • Author(s)
      菓子田 惇輝、庄子 良晃、高 秀雄、福島 孝典
    • Organizer
      第32回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ホウ素-オレフィン近接相互作用により誘起される含ホウ素π電子系化合物の骨格転位反応2022

    • Author(s)
      村田 幸優、福島 孝典、庄子 良晃
    • Organizer
      第32回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高密度ホウ素含有オリゴアセンの合成と性質2022

    • Author(s)
      塚田 哲義、庄子 良晃、福島 孝典
    • Organizer
      第32回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The signatures of polarons and bipolarons in the Raman spectrum of molecularly p-doped poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)2022

    • Author(s)
      Ahmed E. Mansour、Ana M. Valencia、Dominique Lungwitz、Berthold Wegner、Naoki Tanaka、Yoshiaki Shoji、Takanori Fukushima、Andreas Opitz、Caterina Cocchi、Norbert Koch
    • Organizer
      2022 MRS Spring Meeting
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホウ素-オレフィン近接相互作用による含ホウ素π電子系化合物の骨格転位反応2022

    • Author(s)
      村田 幸優、庄子 良晃、福島 孝典
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] o-ジボリルアレーン誘導体の環化縮合によるホウ素含有オリゴアセンの合成2022

    • Author(s)
      塚田 哲義、庄子 良晃、福島 孝典
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] B4N4-ヘテロペンタレン誘導体の合成と性質、およびπ拡張2022

    • Author(s)
      菓子田 惇輝、庄子 良晃、福島 孝典
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ホウ素の空軌道エンジニアリングに基づく物質開発2022

    • Author(s)
      庄子 良晃
    • Organizer
      岡山理科大学プロジェクト「有機色素駆動型光電変換を志向した分子設計化学」研究推進事業学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ホウ素とオレフィンの近接相互作用による含ホウ素マクロサイクルの骨格転位反応2021

    • Author(s)
      村田幸優、庄子良晃、福島孝典
    • Organizer
      第31回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] o-ジボリルアレーン誘導体の環化縮合による新規ホウ素含有π共役化合物の合成2021

    • Author(s)
      塚田哲義、庄子良晃、福島孝典
    • Organizer
      第31回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規BN-ヘテロペンタレン誘導体の合成と性質2021

    • Author(s)
      菓子田惇輝、庄子良晃、五十幡康弘、高秀雄、酒井隼人、羽曾部卓、中井浩巳、福島孝典
    • Organizer
      第31回基礎有機化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規B4N4-ヘテロペンタレン誘導体の合成と性質2021

    • Author(s)
      菓子田惇輝、庄子良晃、福島孝典
    • Organizer
      第48回有機典型元素化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 連続的1,2-カルボホウ素化により得られる含ホウ素環状π共役化合物の特異な骨格転位反応2021

    • Author(s)
      村田 幸優・馬緤 賢太・庄子 良晃・Ozen Cihan・前田 理・福島 孝典
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規元素置換ペンタレン誘導体の合成および性質2021

    • Author(s)
      菓子田 惇輝・庄子良晃・五十幡 康弘・高 秀雄・酒井 隼人・羽曾部 卓・中井 浩巳・福島 孝典
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ホウ素とπ電子系のインタープレイに基づく物質変換反応と機能化学2021

    • Author(s)
      庄子良晃
    • Organizer
      有機合成2月セミナー 有機合成のニュートレンド2021, 有機合成化学協会関西支部
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] An organic borate salt with superior p-doping capability for polymer semiconductors2020

    • Author(s)
      B. Wegner, D. Lungwitz, A. E. Mansour, C. E. Tait, N. Tanaka, T. Zhai, S. Duhm, M. Forster, J. Behrends, Y. Shoji, A. Opitz, U. Scherf, E. J. W. List-Kratochvil, T. Fukushima, N. Koch
    • Organizer
      2020 MRS Virtual Fall Meeting
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 福島・庄子研究室ウェブサイト(日本語版)

    • URL

      http://fuku.res.titech.ac.jp

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 福島・庄子研究室ウェブサイト(英語版)

    • URL

      http://fuku.res.titech.ac.jp/english/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 所属研究室(東京工業大学 福島・庄子研究室)ウェブサイト

    • URL

      http://fuku.res.titech.ac.jp

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 所属研究室(東京工業大学 福島・庄子研究室)のウェブサイト

    • URL

      http://fuku.res.titech.ac.jp

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi