2019 Fiscal Year Annual Research Report
Rational design and synthesis of non-planar nanocarbon molecules based on macrocyclic structures
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17K05772
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
池本 晃喜 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (30735600)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 大環状分子 / ナノカーボン / 芳香族炭化水素 / ジオデシック / 湾曲 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フラーレンやカーボンナノチューブの発見以降，非平面構造ナノカーボンはその造形美のみならず，特異な構造に由来する機能や物性を有することから大きな注目を集めている．しかしながら，一義的な構造を有する分子として，非平面構造ナノカーボンを合理的にボトムアップ合成することは未だに難しい．本研究では，ベンゼン環をメタ位で連結した大環状分子に着目することで，非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成を行うことを目的としている．主題となる研究項目としては，1. 合成と構造解析，2. 集積構造の解明，3. 分子包接と表面吸着となっている．
本年度も，様々な非平面構造を有するナノカーボン分子群の合成を行い，大環状分子を用いた本合成戦略の適用範囲の広さを実証した．具体的な成果としては，1. 多角形構造を有する大環状芳香族分子を集積するという新しい戦略に基づき，半球状ナノカーボン分子の設計・合成を達成（Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告），2. 窒素ドープ型ナノチューブ分子の合成，窒素ドープによる電子的効果を実験的に解明（Nat. Commun. 誌に採択），3. 大環状分子の発光特性に関して構造活性相関研究を行い，π共役による安定化によって熱失活過程が抑制されることを実証（J. Org. Chem.誌に報告），などが挙げられる．以上のように，非平面構造を有するナノカーボン分子群を創生し，さらには電子的・光学的な機能の解明にまで研究を展開することが出来た．
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