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Approach to condensed conjugation by assembling lone-pair-rich molecules

Publicly Offered Research

Project AreaCondensed Conjugation Molecular Physics and Chemistry: Revisiting "Electronic Conjugation" Leading to Innovative Physical Properties of Molecular Materials
Project/Area Number 21H05485
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (II)
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

久木 一朗  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (90419466)

Project Period (FY) 2021-09-10 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords水素結合 / 孤立電子対 / ピラジン / クラウンエーテル / 結晶工学 / 超分子化学 / ピラジノピラジン
Outline of Research at the Start

本研究課題では、ピラジノピラジンやクラウンエーテルを鍵構造にもつパイ共役電子系化合物のパイ共役平面の外側に張り出した複数の孤立電子対を、結晶工学的手法により配列制御して高密度集積構造体を構築するとともに、その集積体で発現する高密度共役の観測と学理の構築を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ヘテロパイ共役電子系の共役平面の外側に張り出した複数の孤立有電子対を、結晶工学的手法によって圧縮集積し、孤立電子対の重なりを経由した新たな高密度共役の発現とその学理の構築を目標とする。具体的には、ピラジン、2つのピラジン環が縮環したピラジノピラジン、および18員環内に事前組織化された孤立電子対をもつトリベンゾ[18]クラウン-6-エーテルを鍵構造として、それらの誘導体を合成し、分子間相互作用を巧みに操り集積構造を構築する。
ピラジノピラジンをベンゼン環の3か所に縮環させたパイ共役分子ドデカアザナフチレン誘導体DATNを、前駆体のピラジノジアミンとトリキノイルを酢酸存在下で縮合させることにより合成することを検討した。反応後の固形物をろ別し再結晶することによって、痕跡量のDATNを分取しX線構造解析によってその構造を明らかにすることができた。一方、反応系中には複雑な副生成物が混在しており、反応の追跡と生成物の精製法について引き続き検討する必要がある。一方、トリベンゾ[18]クラウン-6-エーテルのヘキサカルボン酸誘導体を、N,N-ジメチルホルムアミド、水、エタノール、塩酸を体積比2:0.5:0.3:0.05で混合した溶媒を用いて結晶化することによって初めて単結晶を得ることに成功した。単結晶X線構造解析により、この結晶は、内部に1次元チャネル状空隙を有する集積構造をもつことが明らかになった。さらに、この構造体はプロトン伝導性を示すことが明らかになった。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

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    • Author(s)
      Taito Hashimoto, Ryusei Oketani, Masaki Nobuoka, Shu Seki, Ichiro Hisaki
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 62 Issue: 1

    • DOI

      10.1002/anie.202215836

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      Yuto Suzuki, Mao Yamaguchi, Ryusei Oketani, Ichiro Hisaki
    • Journal Title

      Mater. Chem. Front.

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 106-116

    • DOI

      10.1039/d2qm01091g

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      Zhuxi Yang, Taito Hashimoto, Ryusei Oketani, Takayoshi Nakamura, Ichiro Hisaki
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 28 Issue: 50

    • DOI

      10.1002/chem.202201571

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      Cryst. Growth Des.

      Volume: 22 Issue: 7 Pages: 1172-1179

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      Mayu Kobayashi, Haruka Kubo, Ryusei Oketani, Ichiro Hisaki
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 24 Issue: 28 Pages: 5036-5040

    • DOI

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      Xin Chen, Rui-Kang Huang, Kiyonori Takahashi, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, Ichiro Hisaki
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 61 Issue: 45

    • DOI

      10.1002/anie.202211686

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      di Nunzio Maria Rosaria、Suzuki Yuto、Hisaki Ichiro、Douhal Abderrazzak
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 1929-1929

    • DOI

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      Y. Suzuki, N. Tohnai, N. Matsubayashi, A. Douhal, I. Hisaki
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Published: 2021-10-22   Modified: 2023-12-25  

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