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ゲルマン-アセチレン元素ブロックからなる有機-無機ハイブリッド高分子の創出

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number 25102531
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

垣内 喜代三  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (60152592)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords構造・機能材料 / 複合材料・物性 / 有機合成化学 / 高分子合成 / 計算化学 / 光学特性
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、炭素・ケイ素と同族の高周期典型元素であるゲルマニウム(Ge)に着目し、今年度はGe-Ge間にアセチレンユニットを挿入したこれまでに全く例のない新規なゲルマン-アセチレン元素ブロック環状化合物「ゲルマペリサイクリン」の第2世代合成、並びに鎖状ゲルミレン-エチニレンポリマー類の合成を達成し、それらの光学特性及び機能解析を行った。

(1)段階合成法による第2世代ゲルマ[n]ペリサイクリンと鎖状ポリマーの合成:用いる試薬の当量を厳密にコントロールすることで、段階的経路による環サイズ選択的、かつ高収率なゲルマペリサイクリンの第2世代改良合成を行った。その結果、前年度に合成したゲルマ[4]-, [8]ペリサイクリンの総収率を2倍近くにまで向上させることができた。また、1段階法では得られなかった新規化合物ゲルマ[5]-、および[10]ペリサイクリンの合成に成功し、その構造をX線結晶構造解析にて明らかにした。併せて、鎖状ゲルマニウム―アセチレン高分子の合成も達成し、物性評価を行った。

(2)ゲルマペリサイクリン、鎖状ポリマーの光化学的物性解析:紫外可視吸収スペクトルでは、フェニル基を有する基質は260nm付近に吸収を示し、その強度は芳香環の数に依存して増加した。一方、短波長領域では、205nm、213nm付近において吸収が観測され、鎖状分子と比較して環状分子が長波長シフトしていたことから、アセチレン部分同士の相互作用による共役長の変化が示唆された。蛍光発光スペクトルでは、大環状分子[8]ならびに[10]ペリサイクリンは長波長領域に特異な発光極大を示した。鎖状分子においても高分子化するほど長波長領域での発光強度の増大が確認できた。また、遷移金属を含まない分子にもかかわらず、これら分子にてりん光発光特性が認められ、DFT計算をと併せて考察を行った。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Synthesis and characterization of germa[n]pericyclynes2014

    • Author(s)
      Hiroki Tanimoto, Tomohiko Nagao, Yasuhiro Nishiyama, Tsumoru Morimoto, Fumiyasu Iseda, Yuko Nagato, Toshimasa Suzuka, Ken Tsutsumi, Kiyomi Kakiuchi
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 43 Issue: 22 Pages: 8338-8343

    • DOI

      10.1039/c4dt00574k

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ゲルマニウム―アセチレンからなる鎖状・環状高分子の光化学的性質2015

    • Author(s)
      藤原太郎, 長尾友彦, 谷本裕樹, 角田貴洋, 田中一生, 中條善樹, 垣内喜代三
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学・理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Characterization of Cyclic Germane-Acetylene Compounds, Germa[n]pericyclynes2014

    • Author(s)
      Tomohiko Nagao, Tanimoto Hiroki, Kakiuchi Kiyomi
    • Organizer
      GIST/NAIST/NCTU Joint Symposium on Advanced Materials
    • Place of Presentation
      光州市(大韓民国)
    • Year and Date
      2014-11-24 – 2014-11-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲルマニウム-アセチレンからなる新奇環状・非環状化合物の合成と性質2014

    • Author(s)
      長尾友彦, 藤原太郎, 谷本裕樹, 垣内喜代三
    • Organizer
      島津新素材セミナー2014
    • Place of Presentation
      (株)島津製作所三条工場内 新本館(京都府京都市)
    • Year and Date
      2014-11-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Characterization of Germa[n]pericyclynes2014

    • Author(s)
      Hiroki Tanimoto, Tomohiko Nagao, Yasuhiro Nishiyama, Tsumoru Morimoto, Kiyomi Kakiuchi
    • Organizer
      International Symposium on Polymeric Materials Based on Element-Blocks
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2014-05-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲルマン―アセチレンからなるゲルマ[n]ペリサイクリンの合成と性質2014

    • Author(s)
      長尾友彦, 谷本裕樹, 西山靖浩, 森本積, 垣内喜代三
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学・東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-03-27 – 2014-03-30
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲルマペリサイクリンの合成とその物性に関する研究2013

    • Author(s)
      長尾友彦, 谷本裕樹, 西山靖浩, 森本積, 垣内喜代三
    • Organizer
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2013-10-21 – 2013-10-23
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2018-03-28  

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