2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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26102002
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
櫻井 英博 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00262147)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東林 修平 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 助教 (30338264)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | スマネン / おわん反転 / STM / カルボカチオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、フラーレン部分骨格であるおわん型π分子「バッキーボウル」の独特な特徴である、１）おわん構造に由来するカラム状積層構造を形成し、伝導特性等の物性を発現する（intrinsic-π）、おわん反転などの動的挙動により、π系の三次元構造や、双極子モーメントなどの物性のダイナミックな変化を誘起する(Dynamic-π）、３）フラーレンなどの同様なπ曲面との間に構造特異的な相互作用や超低摩擦特性が観測される(Elastic-π）などの現象を活用子、バッキーボウルの自在合成法の開発を通じて、湾曲π造形イノベーションを目指すものである。
今年度の特筆すべき成果として、第１に、A03班の木口らとの共同研究により、スマネンのおわん反転が金属表面上でも起こることを利用し、金表面に整列させてスマネンをSTM探針による物理刺激によってその反転挙動を制御し、かつ観測可能であることを明らかにした。これは湾曲したπ系の動的挙動（Dynamic-π）を利用し、分子レベルの大きさで０／１シグナルの発生が達成できる、すなわち理想的には超高容量メモリへ展開可能な現象を明らかにすることができた。
第２は、スマネンの３箇所のベンジル位の全てにカルボカチオンを発生させた、スマネントリカチオンの単離に成功した。カチオン種を高密度に発生させた化学種は、極めて高い電子受容能を有することが期待され、多くの用途への応用が期待さえているが、一般に不安定であり、発生そのものが困難である。今回、スマネンの構造上の特徴を利用し、トリカチオン種を極めて安定な形で単離することに成功した。さらに、まだ初期検討の段階ではあるが、このトリカチオンは極めて特殊な酸化還元活性を示すこともわかってきたので、今後この化合物のIntrinsicな性質を明らかにすることで、ユニークな有機触媒の開発等へ展開できると期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画項目ごとに進捗の良し悪しはあるものの、概ね期待通りに研究は進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
２７年度に合成を達成したヘキサ置換スマネンに関する研究も、２９年度には大きな成果を幾つか発表できる見込みとなっており、２８年度に見出したポリカチオンの研究と合わせて、研究を検討していく予定である。なお、本領域の中間評価において、バッキーボウル以外の研究の可能性についての提案をいただいたが、本研究では、敢えて他のテーマを止めてまで５年間の限られた期間でバッキーボウルの持つ潜在的な機能を明らかにすると強い決意をもってスタートしているため、その初志は変えずに残りの２年間もバッキーボウルに集中して研究する。
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[Presentation] ヒドラジノバッキーボウルの合成と性質2016
Author(s)
東林修平, Palash Pandit, 春木理恵, 足立伸一, 熊井玲児
Organizer
第１０９回有機合成シンポジウム2016
Place of Presentation
東京工業大学大岡山キャンパス、東京
Year and Date
2016-06-08 – 2016-06-09
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