2020 Fiscal Year Research-status Report
Stabilization of antiaromatic molecules by polymerization
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20K21190
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
忍久保 洋 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50281100)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ノルコロール / 反芳香族性 / 重合 / 有機半導体 / 超分子 / 水素結合 / 電荷輸送特性 / 超分子重合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
反芳香族ノルコロールをユニットとし、側鎖に水素結合部位を導入することによって超分子ポリマーを構築し、積層したノルコロールが示す物性を探求することを目指した。側鎖の構造を精密に制御することにより、ノルコロールどうしの積層角度や距離を制御できれば電荷輸送特性の精密な制御も可能になると考えた。これまで、ポルフィリンなどの芳香族化合物をユニットとするを超分子ポリマー形成は数多く研究されてきたが反芳香族分子の超分子ポリマーは報告例がない。そこで、水素結合部位としてアミド基を有するノルコロールを設計・合成した。得られたノルコロールを高温で溶液中に溶解させ、温度を徐々に低下させることによって集合体が形成した。この際、形成した集合体を電子顕微鏡により観察したところ、ノルコロールが一次元に集積したと思われる繊維状の集合体が観測された。この溶液を再加熱したところ、溶液の色が変化し、電子構造の変化が観測された。この溶液の電子顕微鏡による観察からも繊維状の構造体が観測された。各繊維構造体A、BについてTRMC法による電荷輸送特性調査を行なった。結果として、再加熱により得られた集積体Bが集積体Aに比べて明確な電荷輸送特性を示すことがわかった。従って、再加熱時に別の構造体へと転位し、ノルコロールの積層様式に変化が起きたものと考えられる。
また、積層構造の形成に有利と期待される立体障害の小さな置換基であるメチル基ををもつノルコロールニッケル錯体の合成に初めて成功した。メチルノルコロールニッケル錯体は明確な反芳香族性を示すにもかかわらず、空気中でも取り扱えるなど十分安定性をもつことを明らかにすることができた。
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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
積層構造を形成するのに有利と期待される立体障害の小さな反芳香族性ノルコロールの合成に成功したほか、高分子を導入するためのノルコロール前駆体の合成にも成功した。ノルコロールの超分子重合についても成功し、反芳香族超分子ポリマーを得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に合成に成功した反芳香族ノルコロールをユニットとする超分子ポリマーについては、X線構造解析や理論計算を駆使して、集合体構造と温度変化によって起こる相転移を解明することを目指す。対応する芳香族ポルフィリンをユニットとする超分子ポリマーとの構造および物性の比較を通して、反芳香族超分子ポリマーの特異的な性質を明らかにしたい。
反芳香族性ノルコロールの側鎖として高分子を導入し、その構造および物性ついて調査する。とくに、濃厚溶液中において形成される集合体の構造とその物性を詳しく調べ、反芳香族分子どうしの相互作用によって形成される積層状態から発現する機能性を追求する。
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| Causes of Carryover |
未使用額は、新型コロナ感染症の蔓延の影響により研究打ち合わせや学会での発表などの機会が減ってしまい、旅費の使用が低調であったことによるものである。未使用額については、今年度の研究を推進するための物質合成に必須となる合成用試薬費用として使用する予定である。
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