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2018 Fiscal Year Annual Research Report

炭素架橋による安定開殻π共役分子の構築と機能発現

Research Project

Project/Area Number 16H04106
Research InstitutionKanagawa University

Principal Investigator

辻 勇人  神奈川大学, 理学部, 教授 (20346050)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords有機化学 / 光物性 / 構造制御 / 開殻分子
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの研究結果から得られた、炭素架橋オリゴ(p-フェニレンビニレン)(COPV)モノマーユニット内における結合を介した大きな電子的相互作用についての知見に基づき、今年度は空間を介した相互作用の評価を行うための分子創製について注力した。そのための方法として、[2.2]パラシクロファンユニットをもつCOPVの誘導体の合成を主要な課題として研究を行った。
1つめは、光学活性な[2.2]パラシクロファンユニットにアルキンを介してCOPV2を4つ連結させた分子について、薗頭反応によりその合成を達成した。溶液中での吸収および発光測定と、円二色性(CD)および円偏光発光(CPL)特性を測定したところ、g値が中程度のCDおよびCPL特性を示すことを見出した。さらに大きなCD、CPL特性の発現を目指した分子設計も理論計算を用いて行った。
2つめとして、[2.2]パラシクロファンユニットとCOPVが縮環した、di(ethylene)-bridged diCOPV1(EBCOPV1)の合成にも成功した。既存の反応性と独自開発の反応を組み合わせることによりEBCOPV1の基本骨格を合成し、その臭素化を行い、X線結晶構造解析によって確かにシクロファンとCOPVが縮環した構造をとっていることを確認した。また、中性状態分子の光物性測定により、シクロファンユニットを介した空間的相互作用の存在についても確認できた。
このほかの研究実績として、COPVを介した長距離共鳴トンネルが室温で発現することを世界初観測、COPVのマイクロ結晶を用いた2準位からのレーザー発振、COPV-ポルフィリン連結系におけるCOPVの光アンテナ効果なども見出している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度中の最大の難関であった、パラ[2.2]シクロファンユニットとCOPVが縮環した、di(ethylene)-bridged diCOPV1(EBCOPV1)の合成に成功し、分子間相互作用のモデル系となる基本骨格を得ることができた点が大きな進展であったと言えるため。

Strategy for Future Research Activity

最終年度に向けて、今年度合成したEBCOPV1などを分子間相互作用を評価するためのモデルとして用いるべく、電子供与性基や電子求引性基を対称もしくは非対称に導入した誘導体を合成し、国際共同研究にてスペクトル測定や理論計算を行うことで、電子的相互作用の評価を行う方針である。環状等のそのほかの分子構造の構築についても検討を進めて行きたい。

Remarks

上記プレスリリース2件を行った。

  • Research Products

    (8 results)

All 2018 Other

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

  • [Int'l Joint Research] University of Alicante/University of Malaga(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      University of Alicante/University of Malaga
  • [Int'l Joint Research] FAU(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      FAU
  • [Journal Article] Coherent Resonant Electron Tunneling at 9 and 300 K through a 4.5 nm Long, Rigid, Planar Organic Molecular Wire2018

    • Author(s)
      O. Chun, K. Hashimoto, H. Tsuji, E. Nakamura, Y. Majima
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 3 Pages: 5125-5130

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00559

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] π-Electronic Co-crystal Microcavities with Selective Vibronic-Mode Light Amplification: Toward Foerster Resonance Energy Transfer Lasing2018

    • Author(s)
      D. Okada, S. Azzini, H. Nishioka, A. Ichimura, H. Tsuji, E. Nakamura, F. Sasaki, C. Genet, T. W. Ebbesen, Y. Yamamoto
    • Journal Title

      Nano Lett.

      Volume: 18 Pages: 4396-4402

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.8b01442

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Carbon-bridged Oligo(phenylenevinylene)s: "Frozen" Molecules at Ambient Temperature2018

    • Author(s)
      Hayato Tsuji
    • Organizer
      ICPAC Langkawi2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Long-range Coherent Resonant Tunneling through Rigid Planar Carbon-bridged Oligo(phenylenevinylene)2018

    • Author(s)
      Hayato Tsuji, Ouyang Chun, Kohei Hashimoto, Eiichi Nakamura, Yutaka Majima
    • Organizer
      IKCOC 14
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 2つの準位から同時にレーザー発振する有機結晶を開発

    • URL

      https://www.kanagawa-u.ac.jp/pressrelease/details_16981.html

  • [Remarks] 分子ワイヤの長距離共鳴トンネル現象を室温で確認~分子共鳴トンネルトランジスタの実現に期待~

    • URL

      https://www.kanagawa-u.ac.jp/pressrelease/details_16799.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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