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2015 Fiscal Year Annual Research Report

フェナレニルを基盤とした有機ラジカル一次元集積体の構築と固体物性

Research Project

Project/Area Number 14J01526
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

内田 一幸  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Keywordsフェナレニル / 会合挙動 / 分解反応 / ビフェナレニリデン
Outline of Annual Research Achievements

申請者はフェナレニル骨格を基盤とした有機ラジカル集積体を構築することを目的とし、これまで様々な置換基を有するフェナレニル誘導体を合成・単離する中で、置換基のわずかな立体効果および電子効果を利用することでフェナレニルの集積化構造を制御できることを見出した。このようにフェナレニル本来の会合挙動に関する知見は、フェナレニル骨格の集積化構造をコントロールする上で必要不可欠であるといえる。このような観点から、申請者は電子効果の小さいメチル基を有する誘導体を合成し、固体状態および溶液状態における会合モードを明らかにした。トリメチルフェナレニルはいずれの状態においてもσ型の二量体とπ型の二量体の両方を形成しており、二量体間のエネルギー差が非常に小さいことを示唆した。つまり集積化を妨げるかさ高い置換基を用いることなく、フェナレニル誘導体の集積化構造をπ型へと導けることが明らかとなった。
一方、フェナレニルの分解反応を抑制することは、電気材料への応用を考えた際必須であるという観点から、フェナレニル本来の分解反応について検証した。具体的にはフェナレニルの分解過程に存在すると予測されるビフェナレニリデンを実験的に合成・単離し、その反応性を詳細に検証することで分解反応のメカニズムを考察した。合成に成功したビフェナレニリデンはフェナレニルの分解過程で明確に観測されたことから、分解反応のメカニズムを明らかにできたといえる。
以上の成果はJACS2報という形で非常に優れた評価を受けており、フェナレニルを基盤とした集積体の化学を進めるうえで重要な役割を担っていると考えている。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Biphenalenylidene: Isolation and Characterization of the Reactive Intermediate on the Decomposition Pathway of Phenalenyl Radical2016

    • Author(s)
      Kazuyuki Uchida, Soichi Ito, Masayoshi Nakano, Manabu Abe, and Takashi Kubo
    • Journal Title

      Journal of American Chemical Society

      Volume: 138 Pages: pp2399-2410

    • DOI

      10.1021/jacs.5b13033

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fluxional σ-Bonds of the 2,5,8-Trimethylphenalenyl Dimer: Direct Observation of the Sixfold σ-Bond Shift via a π-Dimer2016

    • Author(s)
      Kazuyuki Uchida, Zhongyu Mou, Miklos Kertesz, and Takashi Kubo
    • Journal Title

      Journal of American Chemical Society

      Volume: 138 Pages: pp4665-4672

    • DOI

      10.1021/jacs.6b01791

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] フェナレニルラジカルが示す自己会合挙動の解明2015

    • Author(s)
      内田一幸, 西内智彦, 平尾泰一, 久保孝史
    • Organizer
      基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [Presentation] Investigating The Unusual Electrocyclization of Biphenalenylidene Having Biradical Character2015

    • Author(s)
      Kazuyuki Uchida, Tomohiko Nishiuchi, Yasukazu Hirao, Takashi Kubo
    • Organizer
      Gordon Research Conference
    • Place of Presentation
      Holderness School, NH, USA
    • Year and Date
      2015-06-21 – 2015-06-26
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-12-27  

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