Synthesis of cyclo[n]pyrroles as NIR dyes

• Project/Area Number: 26410052
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Organic chemistry
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: okujima tetsuo 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 准教授 (60359924)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 有機化学 / 構造有機化学 / 有機合成化学 / 芳香族化合物 / ポルフィリノイド / 近赤外色素 / 環拡張ポルフィリン / 結晶構造 / 近赤外吸収色素 / π電子系 / ポルフィリン

Outline of Final Research Achievements

Cyclo[10]pyrrole and sandwich complex of cyclo[8]pyrrole-POM-cyclo[8]pyrrole have been successfully synthesized. The absorption spectrum of cyclo[10]pyrrole exhibited a markedly red-shifted, intensified L band at 1982 nm. X-ray crystallographic analysis revealed the structure as the isolated largest cyclo[n]pyrrole and the sandwich structure of cyclo[8]pyrrole-POM-cyclo[8]pyrrole complex. The POM anion is held between two cyclo[8]pyrroles with weak hydrogen-bonding interaction with the POM to the pyrrolic NH groups. The CV showed positively shifted redox waves of cyclo[8]pyrrole and no wave of the POM anion in contrast with the double-decker complex of porphyrin directly coordinated with POM. The further investigations for the NDR measurement of POM-complex are under way.

Research Products

• [Int'l Joint Research] Rhodes大学(南アフリカ)
• [Journal Article] Template Synthesis of Decaphyrin without Meso-Bridges: Cyclo[10]pyrrole (2016)
  • Author(s): T. Okujima, C. Ando, S. Agrawal, H. Matsumoto, S. Mori, K. Ohara, I. Hisaki, T. Nakae, M. Takase, H. Uno, and N. Kobayashi
  • Journal Title: journal of the American Chemical Society Volume: 138 Issue: 24 Pages: 7540-7543
  • DOI: 10.1021/jacs.6b04941
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis, Characterization and Electronic Structures of Porphyrins Fused with Polycyclic Aromatic Ring Systems (2016)
  • Author(s): T. Okujima, J. Mack, J. Nakamura, T. Nyokong, H. Zhu, N. Komobuchi, N. Ono, H. Yamada, H. Uno, and N. Kobayashi
  • Journal Title: Chemistry, A European Journal Volume: 22 Issue: 41 Pages: 14730-14738
  • DOI: 10.1002/chem.201602213
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of cyclo[8]pyrrole-polyoxometalate double-decker complex (2016)
  • Author(s): T. Okujima, H. Matsumoto, S. Mori, T. Nakae, M. Takase, and H. Uno
  • Journal Title: Tetrahedron Lett. Volume: 57 Issue: 29 Pages: 3160-3162
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2016.06.021
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of NIR-emitting O-chelated BODIPYs fused with benzene and acenaphthylene (2014)
  • Author(s): T. Okujima, Y. Shida, K. Ohara, Y. Tomimori, M. Nishioka, S. Mori, T. Nakae, and H. Uno
  • Journal Title: J. Porphyrins Phthalocyanines Volume: 18 Issue: 08n09 Pages: 752-761
  • DOI: 10.1142/s1088424614500503
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] オキソカーボン酸を内包するシクロ[n]ピロールの合成 (2016)
  • Author(s): 奥島鉄雄・松本宏樹・安藤千恵・森 重樹・中江隆博・髙瀬雅祥・宇野英満
  • Organizer: 第１０回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: あうる京北（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-12-16
• [Presentation] BCOD骨格を有する核置換ヘキサフィリン(1.0.0.1.0.0)の合成 (2016)
  • Author(s): 小積遼平・森 重樹・髙瀬雅祥・奥島鉄雄・宇野英満
  • Organizer: 2016年日本化学会中国四国支部大会
  • Place of Presentation: 香川大学（香川県・高松市）
  • Year and Date: 2016-11-05
• [Presentation] アニオンを利用したシクロ[n]ピロール誘導体の合成 (2016)
  • Author(s): 松本宏樹・安藤千恵・Saurabh Agrawal・森 重樹・久木一朗・中江隆博・髙瀬雅祥・宇野英満・小林長夫・奥島鉄雄
  • Organizer: 第27回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場〈広島県・広島市）
  • Year and Date: 2016-09-01
• [Presentation] β連結型ジピロール骨格を有する環拡張ポルフィリンの合成と物性 (2016)
  • Author(s): 日浦暢大・森 重樹・髙瀬雅祥・奥島鉄雄・宇野英満
  • Organizer: 第27回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 広島（広島国際会議場）
  • Year and Date: 2016-09-01
• [Presentation] チエノジピロール骨格を有するオクタフィリン(1.0.1.0.1.0.1.0)の合成と物性 (2016)
  • Author(s): 日浦暢大・森 重樹・髙瀬雅祥・奥島鉄雄・宇野英満
  • Organizer: 第32回若手研究者のためのセミナー 化学道場2016
  • Place of Presentation: にぎたつ会館（愛媛県・松山市）
  • Year and Date: 2016-08-25
• [Presentation] Synthesis of Cyclo[n]pyrroles with Intense NIR Absorptions (2016)
  • Author(s): 奥島鉄雄
  • Organizer: Ninth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-9)
  • Place of Presentation: Zhongshan Hotel (Jiangsu・Nanjing)
  • Year and Date: 2016-07-03
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Structure and physical properties of cyclo[8]pyrrole-polyoxometalate complex (2016)
  • Author(s): 松本宏樹・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: Ninth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-9)
  • Place of Presentation: Zhongshan Hotel (Jiangsu・Nanjing)
  • Year and Date: 2016-07-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] シクロ[8]ピロール-ポリオキソメタレート錯体の合成と物性 (2016)
  • Author(s): 松本宏樹・宮本文也・山崎喜登・小川琢治・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府・京田辺）
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] β連結型ジピロール骨格を有するオクタフィリンの合成と物性 (2016)
  • Author(s): 日浦暢大・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府・京田辺）
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] Synthesis and physical properties of cyclo[8]pyrrole-polyoxometalate complex (2015)
  • Author(s): 松本宏樹・宮本文也・山崎喜登・小川琢治・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM2015)
  • Place of Presentation: ホノルル(アメリカ)
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] チオフェンを導入した新規シクロ[9]ピロールの合成 (2015)
  • Author(s): 小積遼平・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 2015ハロゲン利用ミニシンポジウム（第8回臭素化学懇話会年会）
  • Place of Presentation: 島根大学（島根県・松江）
  • Year and Date: 2015-11-27
• [Presentation] β連結型ジピロールをビルディングブロックとした[34]オクタフィリン(1.0.1.0.1.0.1.0)の合成 (2015)
  • Author(s): 日浦暢大・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 2015ハロゲン利用ミニシンポジウム（第8回臭素化学懇話会年会）
  • Place of Presentation: 島根大学（島根県・松江）
  • Year and Date: 2015-11-27
• [Presentation] シクロ[8]ピロールホスホン酸塩の合成と物性 (2015)
  • Author(s): 松本宏樹・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 第26回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山）
  • Year and Date: 2015-09-24
• [Presentation] Preparation and physical properties of cyclo[8]pyrrole phosphonate salts (2015)
  • Author(s): 松本宏樹・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 7th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials (EAS7)
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪府・堺）
  • Year and Date: 2015-09-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Synthesis of Ring-Expanded Porphyrins with no meso-Bridges (2015)
  • Author(s): 奥島鉄雄・安藤千恵・松本宏樹・安倍俊樹・森 重樹・久木一朗・中江隆博・髙瀬雅祥・宇野英満
  • Organizer: International Workshop of Molecular Architectonics (IWMA2015)
  • Place of Presentation: 知床グランドホテル北こぶし（北海道・斜里）
  • Year and Date: 2015-08-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] β連結型シクロ[n]ピロールの合成 (2015)
  • Author(s): 日浦暢大・志田陽一・中村 純・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 第82回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山）
  • Year and Date: 2015-05-28
• [Presentation] アニオン交換によるシクロ[8]ピロールホスホン酸塩の合成と物性 (2015)
  • Author(s): 松本宏樹・森 重樹・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 第82回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山）
  • Year and Date: 2015-05-28
• [Presentation] チオフェンを含む新規シクロ[9]ピロールの合成 (2015)
  • Author(s): 小積遼平・森 重樹・髙瀬雅祥・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 第82回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山）
  • Year and Date: 2015-05-28
• [Presentation] Ring-Expanded Porphyrins with No Meso-Bridges (2015)
  • Author(s): 奥島鉄雄
  • Organizer: 5th Georgian Bay International Conference on Bioinorganic Chemistry (CanBIC-5)
  • Place of Presentation: Parry Sound (Canada)
  • Year and Date: 2015-05-19
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] アニオン交換によるシクロ[8]ピロールホスホン酸塩の合成 (2015)
  • Author(s): 松本宏樹・森 重樹・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 船橋（日本大学理工学部船橋キャンパス）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] Synthesis and Properties of Cyclo[8]pyrrole with Eight 9,10-Dihydroanthracene Wings (2014)
  • Author(s): 奥島鉄雄・安藤千恵・松本宏樹・森 重樹・中江隆博・宇野英満
  • Organizer: Eighth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
  • Place of Presentation: Istanbul (Turkey)
  • Year and Date: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [Presentation] Synthesis and Properties of π-Expanded Cyclo[n]pyrroles (2014)
  • Author(s): 安藤千恵・松本宏樹・安倍俊樹・中村 純・森 重樹・中江隆博・宇野英満・奥島鉄雄
  • Organizer: Eighth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
  • Place of Presentation: Istanbul (Turkey)
  • Year and Date: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [Remarks] 愛媛大学理学部有機化学研究室
  • URL: http://chem.sci.ehime-u.ac.jp/~orgchem1/index.html