側鎖置換基をもつアセン分子の空間を介した光物性変調とπ空間制御

• Project Area: Emergence of highly elaborated pai-space and its function
• Project/Area Number: 23108720
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 北村 千寿 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60295748)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: テトラセン / アルキル鎖 / 固体色 / 自己集合 / 分子配列 / 分子間相互作用 / X線結晶構造解析 / 多環式芳香族炭化水素

Outline of Annual Research Achievements

側鎖を変化させることによりテトラセン分子の固体光物性が変化する現象が他の共役系骨格を有する分子においても見れらるかを確認するために、ジベンゾ[b,k]クリセン誘導体の合成と固体状態の構造と光物性の調査を行った。ジベンゾ[b,k]クリセン誘導体は、1,5-ナフタレンビスアライン前駆体とアルキル基を有するジフェニルイソベンゾフランとのDiels-Alder反応を経由して合成された。アルキル側鎖の種類としてはt-ブチル、ブチル、ペンチル、ヘキシル基を導入することに成功した。これらの分子は溶液状態ではほぼ同一の光物性を示した。しかし、固体状態では違いが見られた。まず固体の色調は、t-ブチル体で黄色、ブチル体で黄色味がかったオレンジ色、ペンチル体でかすかにオレンジ色がかった黄色、ヘキシル体で黄色となった。しかし、乳鉢ですりつぶすろとれも一様な黄色に変化した。また、固体の蛍光量子収率はブチル体が最大値(0.69)となり他の誘導体より大きくなる結果となった。固体状態の物性の違いの原因を探るために、粉末状でしか得られなかったt-ブチル体を除いて、X線単結晶構造解析を行った。アルキル側鎖を除いてジベンゾ[b,k]クリセン骨格部分は類似した構造となっていた。しかし、ジベンゾ[b,k]クリセン環の配列に大きな違いが見られた。ブチル体ではπ重なりが見られなかったのに対し、ペンチル体とヘキシル体ではπ重なりが見られた。この違いが固体光物性に違いにつながったと考察された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of 8-Bromo-5,12-tetracenequinone and 2-Bromotetracene Derivatives (2013)
  • Author(s): Chitoshi Kitamura, Naohiro Taka, and Takeshi Kawase
  • Journal Title: Research on Chemical Intermediates Volume: 39 Issue: 1 Pages: 139-146
  • DOI: 10.1007/s11164-012-0638-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 3,14-Bis(p-nitrophenyl)-77, 17-dipentyltetrabenzo [a,c,g,i] fluorene : A New Fluorophore Displaying Both Remarkable Solvatochromism and Crystalline-Induced Emission (2013)
  • Author(s): Ueda, U.; Tanigawa, Y.; Kitamura, C.; Ikeda, H.; Yoshimoto, Y.; Tanaka, M.; Mizuno K.; Kurata, H.; Kawase, T.
  • Journal Title: Chem. Asian J. Volume: 8(印刷中) Issue: 2 Pages: 392-399
  • DOI: 10.1002/asia.201200976
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of Alkoxy Substitution on the Optical Properties of 9,10-Anthraquinone and Anthracene: 2,3,6,7-Tetrapropoxy-substituted vs. 2,6-Dipropoxy-substituted Derivatives (2012)
  • Author(s): Akira Ohta, Kazuki Hattori, Yui Kusumoto, Takeshi Kawase, Takashi Kobayashi, Hiroyoshi Naito, and Chitoshi Kitamura
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 41 Issue: 7 Pages: 674-676
  • DOI: 10.1246/cl.2012.674
  • NAID: 130004426605
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 2,3,6,7-Tetramethoxy-9,10-anthraquinone (2012)
  • Author(s): Akira Ohta, Kazuki Hattori, Takeshi Kawase, Takashi Kobayashi, Hiroyoshi Naito, and Chitoshi Kitamura
  • Journal Title: Acta Crystalographica Section E Volume: 68 Issue: 8 Pages: o2587-o2587
  • DOI: 10.1107/s1600536812033119
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 2, 6-Dimethoxy-9,10-anthraquinone (2012)
  • Author(s): Akira Ohta, Kazuki Hattori, Takashi Kobayashi, Hiroyoshi Naito, Takeshi Kawase, and Chitoshi Kitamura
  • Journal Title: Acta Crystalographica Section E Volume: 68 Issue: 10 Pages: o2843-o2843
  • DOI: 10.1107/s1600536812037361
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 3,6-Dibromophenanthrene (2012)
  • Author(s): Ruri Yokota, Chitoshi Kitamura, and Takeshi Kawase
  • Journal Title: Acta Crystalographica Section E Volume: 68 Issue: 11 Pages: o3100-o3100
  • DOI: 10.1107/s1600536812041621
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 9,10-Dibromophenanthrene (2012)
  • Author(s): Ruri Yokota, Chitoshi Kitamura, and Takeshi Kawase
  • Journal Title: Acta Crystalographica Section E Volume: 68 Issue: 11 Pages: o3174-o3174
  • DOI: 10.1107/s1600536812042353
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 9,10-Diiodophenanthrene (2012)
  • Author(s): Ruri Yokota, Chitoshi Kitamura, and Takeshi Kawase
  • Journal Title: Acta Crystalographica Section E Volume: 68 Issue: 12 Pages: o3323-o3323
  • DOI: 10.1107/s1600536812045758
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tuning the Solid-State Optical Properties of Tetracene Derivatives by Modification of the Alkyl Side-Chains: Crystallochromy and the Highest Fluorescence Quantum Yield in Acenes Larger than Anthracene (2012)
  • Author(s): Chitoshi Kitamura
  • Journal Title: The Chemical Record Volume: 12 Issue: 5 Pages: 506-514
  • DOI: 10.1002/tcr.201200003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 17,17-Dialkyltetrabenzo[a,c,g,i]fluorenes with extremely high solid-state fluorescent quantum yields : Relationship between crystal structure and fluorescent properties (2012)
  • Author(s): Chitoshi Kitamura, et al
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 68 Pages: 1688-1694
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and Properties of anti/syn-Regioisomeric Mixtures of Alkyl-Substituted Tetracenes (2011)
  • Author(s): Chitoshi Kitamura, et al
  • Journal Title: Heterocycles Volume: 73 Issue: 7 Pages: 1621-1629
  • DOI: 10.3987/com-11-12191
  • NAID: 40018854717
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Octaalkyl tetracene-1,2,3,4,7,8,9,10-octacarboxylates : synthesis by twofold [2+2+2] cocyclization and crystallochromy (2011)
  • Author(s): C.Kitamura
  • Journal Title: Chemical Communication Volume: 47 Issue: 23 Pages: 6653-6655
  • DOI: 10.1039/c1cc11655j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Indenone Synthesis Involving Novel Aminotransfer Reaction and its Application to Dibenzopentalene Synthesis (2011)
  • Author(s): K.Katsumoto
  • Journal Title: Eur.J.Org.Chem Volume: 2011 Issue: 25 Pages: 4885-4891
  • DOI: 10.1002/ejoc.201100575
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1,7-Diethyl-4,10-diisopropyltetracene (2011)
  • Author(s): Chitoshi Kitamura, et al
  • Journal Title: Acta Crystallographica Section E Volume: 67 Issue: 10 Pages: o2611-o2611
  • DOI: 10.1107/s1600536811036415
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diacenaphtho[1,2-b;1',2'-d]silole and -pyrrole (2011)
  • Author(s): Yoshiharu Nagasaka, et al
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 40 Issue: 12 Pages: 1437-1439
  • DOI: 10.1246/cl.2011.1437
  • NAID: 10030221676
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 2,3,8,9-テトラブチルテトラセンの改良合成および光学的性質 (2013)
  • Author(s): 井上希, 北村千寿, 川瀬毅
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学
  • Year and Date: 2013-03-22
• [Presentation] ブロモテトラセンキノンのクロスカップリング反応とその生成物の性質 (2013)
  • Author(s): 長原将也, 北村千寿, 川瀬毅
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学
  • Year and Date: 2013-03-22
• [Presentation] 側鎖置換基をもつアセン分子の空間を介した光物性変調とπ空間制御 (2013)
  • Author(s): 北村千寿
  • Organizer: 高次π空間の創発と機能開発第9回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: シーサイドホテル舞子ビラ神戸
  • Year and Date: 2013-03-13
• [Presentation] 1,4-ジヒドロキシアントラセン-2,3-ジカルボキシイミド誘導体の合成と物性 (2012)
  • Author(s): 北村千寿, 植木政成, 川瀬毅, 小林隆史, 内藤裕義
  • Organizer: 第6回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: 道後温泉茶玻瑠
  • Year and Date: 2012-12-14
• [Presentation] Synthesis, Crystal Structures, and Solid-state Optical Properties of Alkyl-Substituted 5,8,13,16-Tetraphenyldibenzo[b,k]chrysenes (2012)
  • Author(s): Chitoshi Kitamura, Kouji Higashine, Takeshi Kawase, Takashi Kobayashi, Hiroyoshi Naito, Akinori Saeki, and Shu Seki
  • Organizer: The 4th International Symposium on Emergence of Highly Elaborated pi-Space and Its Function
  • Place of Presentation: Hamanako Royal Hotel
  • Year and Date: 2012-11-13
• [Presentation] 2,6位および2,3,6,7位にアルコキシ基を有するアントラセンおよびアントラキノンの固体状態の光物性 (2012)
  • Author(s): 北村千寿, 楠本由衣, 川瀬毅, 小林隆史, 内藤裕義, 服部一輝, 太田哲
  • Organizer: 第21回有機結晶シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2012-11-08
• [Presentation] 2,3,6,7位にアルコキシ基を有するアントラセンおよびアントラキノンの溶液および固体状態の光物性 (2012)
  • Author(s): 服部一輝, 太田哲, 北村千寿, 川瀬 毅, 小林隆史, 内藤裕義
  • Organizer: 第23回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] 5,8,13,16-テトラフェニルジベンゾ[b,k]クリセンの合成と性質 (2012)
  • Author(s): 東根浩二, 北村千寿, 川瀬毅
  • Organizer: 第23回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] 1,4-ジヒドロキシアントラセン-2,3-ジカルボキシイミド誘導体の合成と物性 (2012)
  • Author(s): 植木政成, 北村千寿, 川瀬毅, 小林隆史, 内藤裕義
  • Organizer: 第23回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] 置換基を有するジベンゾ[b,k]クリセンの合成と性質 (2012)
  • Author(s): 北村千寿, 東根浩二, 川瀬毅
  • Organizer: 高次π空間の創発と機能開発第8回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 加賀温泉ホテルアローレ
  • Year and Date: 2012-07-19
• [Presentation] カルボキシイミド基を有するアントラセンの合成と性質 (2012)
  • Author(s): 植木政成, 他
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学、神奈川県
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] 1,5-ナフトジイン合成等価体を経由する拡張クリセン誘導体の合成と性質 (2012)
  • Author(s): 東根浩二, 他
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学、神奈川県
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] 2,3-ジアルキルテトラセンの改良合成およびその性質 (2012)
  • Author(s): 北村千寿, 他
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学、神奈川県
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] 2,3-ジアルキルテトラセンのX線回折と移動度測定 (2012)
  • Author(s): 北村千寿, 他
  • Organizer: 高次π空間の創発と機能開発第7回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: メルパルク松山、愛媛県
  • Year and Date: 2012-03-13
• [Presentation] 1,4-ジヒドロキシアントラセン-2,3-ジカルボキシイミド誘導体：エーテル化による固体蛍光特性の変化 (2012)
  • Author(s): 植木政成, 北村千寿, 川瀬毅, 小林隆史, 内藤裕義
  • Organizer: 大阪府立大学分子エレクトロニックデバイス研究所第12回研究会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
• [Presentation] 5,8,13,16-テトラフェニルジベンゾ[b,k]クリセン上のアルキル基の固体光物性に及ぼす効果 (2012)
  • Author(s): 東根浩二, 北村千寿, 川瀬毅, 小林隆史, 内藤裕義, 佐伯昭紀, 関修平
  • Organizer: 大阪府立大学分子エレクトロニックデバイス研究所第12回研究会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
• [Presentation] 側鎖によるアセン分子の固体光物性制御 (2012)
  • Author(s): 北村千寿
  • Organizer: 大阪府立大学分子エレクトロニックデバイス研究所第12回研究会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Invited
• [Presentation] Synthesis by Twofold [2+2+2] Cocyclization and Crystallochromy of Tetracene Octaesters (2011)
  • Author(s): Chitoshi Kitamura, et al
  • Organizer: International meeting on Novel Catalyst Design and Surface Science
  • Place of Presentation: イーグレ姫路、兵庫県
  • Year and Date: 2011-12-08
• [Presentation] Synthesis, Crystal Structures, and Solid-state Optical Properties of Tetracene Octaesters (2011)
  • Author(s): Chitoshi Kitamura, et al
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its Function
  • Place of Presentation: つくば国際会議場、茨城県
  • Year and Date: 2011-11-18
• [Presentation] テトラセンオクタエステル体の構造と固体の光物性 (2011)
  • Author(s): 北村千寿, 他
  • Organizer: 第22回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場、茨城県
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] 側鎖置換基をもつアセン分子の空間を介した光物性変調とπ空間制御 (2011)
  • Author(s): 北村千寿
  • Organizer: 高次π空間の創発と機能開発第6回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター愛知県
  • Year and Date: 2011-07-14
• [Book] 高次π空間の創発と機能開発 (2013)
  • Author(s): 北村千寿, 監修：赤阪健, 大須賀篤弘, 福住俊一, 神取秀樹
  • Total Pages: 245
  • Publisher: シーエムシー出版