| Project/Area Number |
20J10273
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
掘井 康稀 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 非交互炭化水素 / アズレン / ペンタレン / 芳香族性 / 反芳香族性 / ビラジカル / 開殻性 / 七員環 |
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| Outline of Research at the Start |
縮合多環芳香族化合物は機能性材料として応用され、それらはベンゼン環(六員環)で構成される分子が主流である。申請者はそれら分子(ベンゼノイド)の対称性と組成を維持したまま一部の骨格を奇数員環(五/七員環)に組み変えることで、高酸化還元特性を有する反芳香族性と開殻性が共存した分子の合成とその基礎物性を明らかにしてきた。本研究では反芳香族性と開殻性のバランスを分子構造の平面性とπ平面の拡張の観点から系統的に制御することを目指す。また、集積体の構築により安定かつ扱いやすい非交互縮合炭化水素の機能開拓を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度では、組み込まれたキノイド構造と分子の対称性がそれぞれ異なる4種類のジアレノ[a,f]ペンタレン類の物性比較により、反芳香族性は分子の対称性が影響する一方で、開殻性はキノイドの様式に起因することを見出している。本年度では、ジアレノ[a,f]ペンタレン類の有機材料への展開を検討した。前年度で得られた開殻性と反芳香族性の相関に関する知見に基づき、新たなペンタレン誘導体の設計および合成を行った。合成したペンタレン誘導体のアモルファス膜におけるホール輸送能について評価した結果、かさ高い置換基を持つにもかかわらずホール移動度を示した。また、キノイドの様式と分子の対称性に関する知見は、ペンタレンに限らずアズレンにおいても重要であることを見出した本研究ではモデル分子として、m-キノイド構造を有するビスペリアズレン(シクロヘプタ[def]フルオレン)に注目した。物性評価から、従来の理論計算による予想とは異なる電子スピン状態を示すことが明らかとなった。実験からビスペリアズレンの電子的性質は3つの寄与(周辺電子系・電荷分離構造・ビラジカル)のバランスにより決定されることを見出した。これら3つの寄与の共存はビスペリアズレンの対称性が重要であり、ベンゾ縮環を施し対称性を下げた分子を設計および合成した結果、ビラジカルの寄与が向上し、基底状態における電子スピン状態がビスペリアズレンとは変化することが明らかとなった。非交互炭化水素は古くからの研究対象で、数多くの分子が合成され物性評価されている一方で、いまだに興味深い未解明の性質を有する。これらの研究は非交互炭化水素の特徴的な性質を最小限のπ拡張で引き出すものであり、今後の縮合多環π共役分子を用いた機能性有機材料の設計において重要な指針となると期待される。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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