2021 Fiscal Year Research-status Report
Design and Synthesis of Stable Organic Neutral Radical with Cooperative Proton-Electron Transfer
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20K05481
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
村田 剛志 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (40535358)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 有機中性ラジカル / 縮合多環構造 / 分子内水素結合 / 水酸基 / プロトン授受能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度はトリオキソトリアンギュレン(TOT)の炭素骨格のα位に3個の水酸基を導入した誘導体の合成を行い、安定な中性ラジカル種として単離することに成功した。アルコキシベンゼン誘導体からπ骨格形成を経て選択的かつ効率的に合成することができた。分子骨格周辺にtert-ブチル基を導入することで可溶化し、その中性ラジカル種の電子スピン構造を明らかにした。単結晶X線構造解析や各種分光測定から、TOT骨格のオキソ基と水酸基の間に強固な分子内水素結合が形成されていることを明らかにした。また、その分子内水素結合の電子的効果により、TOT骨格のフロンティア分子軌道エネルギーが大きく変調され、その酸化還元能や光吸収特性に大きく影響を与えることを実験的・理論的に明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
令和２年度に続き、もう一つの合成ターゲットであるTOT骨格のα位に水酸基を導入した誘導体の合成に成功し、分子内水素結合の電子的効果を実験的・理論的に明らかにした。また、その中性ラジカルの合成を行い、それらの安定性や基礎物性を明らかにした。これらの知見は、水素結合・プロトン授受能を複合させた有機中性ラジカルの機能開拓において有益な情報である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２、３年度に得られた成果をもとに、α位およびβ位に水酸基を導入したTOT誘導体について、固体状態での物性探索を行う。特に中性ラジカル状態において、水素結合部位でのプロトン移動を誘発し、その電子スピン構造の変化を連動させるような外部刺激応答性を引き出すような実験を検討している。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で参加予定の全ての学会がオンライン開催となり、その分の旅費の出費が減った。また、国内の出張も制限されたため、依頼分析の費用もかからなかった。次年度使用額については、現在合成物の物性・機能探索を各種検討しており、それに用いる消耗品費用に当てる予定である。また、令和４年度での学会への積極的な参加を予定している。
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Research Products
(15 results)
