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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Post-nanocarbon synthetic chemistry by control of aromaticity

Research Project

Project/Area Number 21H01931
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

伊藤 英人  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (70706704)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2022-03-31
Keywordsナノグラフェン / 多環芳香族炭化水素 / APEX / 縮環π拡張 / 脱芳香族化
Outline of Annual Research Achievements

これまで我々と他研究者らが開発してきたAPEX反応はほぼK領域とL領域での選択的な反応に限られており、このことがAPEX反応を用いたナノグラフェン合成、縮環π共役高分子合成への展開にとって大きな制限となっていた。多環芳香族炭化水素(PAH)において、特にアセンの長軸方向に位置するM領域と呼ばれる部位は選択的な官能基化やπ拡張が困難であった。
本年度の研究では、PAHとメチルトリアゾリジノン(MTAD)を選択的に反応させ、部分的に脱芳香族化を行うことで、M領域の選択的活性化に成功した。続いて、鉄触媒存在化、biaryl Grignard試薬やmonoaryl Grignard試薬を作用させ、再芳香族化を行うことで、M領域選択的APEX反応の開発に成功した。この新手法の開発によって、多様性指向型のナノグラフェン合成やπ拡張ルブレンなど様々な新規シート状ナノカーボンの合成が可能になった。また、PAHのMTAD付加体を中間体として、パラジウム触媒とbiaryl Grignard試薬によってL領域選択的なAPEX反応の開発にも成功した。本研究によって、K, M, L, bay領域といったPAHの様々な領域での選択的、逐次的なAPEX反応が可能となり、脱芳香族化を鍵とした次世代のナノカーボン合成の発展につながる結果を得た。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] イリノイ大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      イリノイ大学
  • [Journal Article] Infinitene: A Helically Twisted Figure-Eight [12]Circulene Topoisomer2021

    • Author(s)
      Itami Kenichiro、Krzeszewski Maciej、Ito Hideto
    • Journal Title

      ChemRxiv

      Volume: なし

    • DOI

      10.33774/chemrxiv-2021-pcwcc

    • Open Access
  • [Journal Article] Infinitene: A Helically Twisted Figure-Eight [12]Circulene Topoisomer2021

    • Author(s)
      Krzeszewski Maciej、Ito Hideto、Itami Kenichiro
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 144 Pages: 862~871

    • DOI

      10.1021/jacs.1c10807

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diversity-oriented synthesis of nanographenes enabled by dearomative annulative π-extension2021

    • Author(s)
      Matsuoka Wataru、Ito Hideto、Sarlah David、Itami Kenichiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 3940

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24261-y

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis and properties of helically-folded poly(arylenediethynylene)s2021

    • Author(s)
      Toya Michihisa、Ito Hideto、Itami Kenichiro
    • Journal Title

      Polymer Chemistry

      Volume: 12 Pages: 3290~3298

    • DOI

      10.1039/D1PY00144B

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of Heptagon‐Containing Molecular Nanocarbons2021

    • Author(s)
      Chaolumen、Stepek Iain A.、Yamada Keigo E.、Ito Hideto、Itami Kenichiro
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 60 Pages: 23508~23532

    • DOI

      10.1002/anie.202100260

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis, Structure and Properties of π-Expanded Carbohelicenes2022

    • Author(s)
      Michihisa Toya、Hideto Ito、Kenichiro Itami
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
  • [Presentation] Thia-APEX 反応の開発とチオピリリウム骨格をもつ多環芳香族化合物の合成2022

    • Author(s)
      川原 巧,、伊藤 英人、伊丹 健一郎
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
  • [Presentation] 新規ビシクロヘミアセタール分子を用いた八員環含有ラダー構造の構築2022

    • Author(s)
      前川海斗、伊藤英人、伊丹健一郎
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] Development of helical foldamers toward construction of tubular covalent architectures2021

    • Author(s)
      Michihisa Toya、Hideto Ito、Kenichiro Itami
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem) 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of Nitrogen-containing Polyaromatics by Aza-annulative π-Extension of Unfunctionalized Aromatics2021

    • Author(s)
      Kou Kawahara、Wataru Matsuoka、Hideto Ito、Kenichiro Itami
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem) 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Thia-APEX Reaction Enabling Rapid Access to Thiopyrylium Compounds from Unfunctionalized Aromatics2021

    • Author(s)
      川原 巧、伊藤 英人、伊丹 健一郎
    • Organizer
      名古屋大学卓越大学院プログラム/トランスフォーマティブ科学生命融合研究大学院プログラム年次報告会
  • [Presentation] New Synthetic Approach for Poorly-soluble Huge Nanographenes2021

    • Author(s)
      藤代 栞奈、伊藤 英人、伊丹 健一郎
    • Organizer
      名古屋大学卓越大学院プログラム/トランスフォーマティブ科学生命融合研究大学院プログラム Chemistry Workshop
  • [Presentation] Precise Synthesis of Nanocarbons by Sequential Integration of C-H Arylation and Cyclodehydrogenation2021

    • Author(s)
      桂川穂奈美、伊藤 英人、伊丹 健一郎
    • Organizer
      名古屋大学卓越大学院プログラム/トランスフォーマティブ科学生命融合研究大学院プログラム Chemistry Workshop
  • [Presentation] ロジウム触媒C_H活性化によるアザナノグラフェンの合成2021

    • Author(s)
      藤代 栞奈、Majji Shankar、周戸 大季、伊藤 英人、伊丹 健一郎
    • Organizer
      基礎有機化学会若手オンラインシンポジウム
  • [Presentation] M-APEX反応の開発とナノグラフェンの多様性指向型合成2021

    • Author(s)
      川原 巧、松岡 和、David Sarlah、伊藤 英人、伊丹 健一郎
    • Organizer
      ITbM/GTR コンソーシアム 2021年度 第8回ワークショップ
  • [Presentation] Annulative π-extension reactions for diversity-oriented synthesis of molecular nanocarbons2021

    • Author(s)
      伊藤英人
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] π拡張反応による多環芳香族化合物の多様性指向合成2021

    • Author(s)
      伊藤英人
    • Organizer
      発動分子科学研究会
    • Invited

URL: 

Published: 2022-12-28  

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