ヘテロナノカーボンの迅速合成を可能にするhetero-APEX反応の開発
| Project/Area Number |
20J23678
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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 33020:Synthetic organic chemistry-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
川原 巧 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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 | 含ヘテロ縮環π拡張反応 / 含ヘテロナノカーボン / 含硫黄縮環π拡張（thia-APEX）反応 / チアントレン / S-ジイミド化アレーンジチオール / 一段階反応 / チオピリリウム / S-コハク酸イミド化アレーンチオール / 多環芳香族化合物 / aza-APEX / thia-APEX / ヘテロ芳香環 / 一段階 / π拡張 / ベンゾフェノン / アクリジン / チオキサンチリウム |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の最終目的は、入手容易な芳香族化合物から一段階で含ヘテロナノグラフェン類を簡便に与える「含ヘテロ縮環π拡張反応(hetero-APEX反応)」の開発、および本反応による新規含ヘテロナノグラフェン類の合成である。含ヘテロナノグラフェン類は有機電子材料へ応用可能な機能性分子であるが、従来の合成法が多段階の反応工程を要することが課題であった。本研究ではhetero-APEX反応の開発を通して本課題を解決する。さらに、開発した反応を用い、これまで合成例のなかった含ヘテロナノグラフェン類の創生し、その未知の機能性を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究員は未官能基化芳香族化合物をチアントレン誘導体へと一段階で変換する含硫黄縮環π拡張（thia-APEX）反応を開発した。本研究員はS-ジイミド化アレーンジチオール誘導体（π拡張剤）と触媒量のトリフルオロメタンスルホン酸を1,2-ジクロロエタン中室温で反応基質に作用させることで、二連続の芳香族直接チオール化を経由して一挙にチアントレン骨格構築が進行することを見出した。本研究員は見出した反応条件の基質適用範囲を調査したところ、種々の置換基を含む非対称なチアントレン誘導体がベンゼン誘導体から一段階で合成可能であることを見出した。特に、本反応条件では基質とπ拡張剤の1対1反応からチアントレン誘導体が得られており、本反応の高い効率性が示された。加えて、コラニュレンなどの複雑に縮環した芳香族化合物もこのthia-APEX反応に適用可能であった。これにより、四つ以上のベンゼン環の縮環構造や湾曲π共役構造、複素環式芳香環、非六員環骨格などを含む、π拡張チアントレンが一段階で迅速に得られた。また、合成したπ拡張チアントレンについて、大きなストークスシフトや柱状の結晶構造といった特徴的な物性が明らかとなった。さらに、最近ではπ拡張チアントレンがりん光発光を示すことと、チアントレンを繰り返し構造とするオリゴマー/ポリマーが本thia-APEX反応条件で合成可能であることが判明した。以上の過程を通じて本研究員は、新規チアントレン誘導体の簡便な合成手法としてthia-APEX反応を開発するだけでなく、含チアントレンヘテロナノカーボン分子の研究展開に繋がる多くの知見を得た。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
