2012 Fiscal Year Annual Research Report
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23350024
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
櫻井 英博 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 准教授 (00262147)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | バッキーボウル / スマネン / ボウル反転 / コーンアングル / フッ化バッキーボウル / ナノ結晶 / 蛍光増幅 |
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| Research Abstract |
本研究は、バッキーボウルの周縁部に位置選択的に官能基を導入する手法を開発することにより、有機電子材料や、分子スケールデバイス材料など、目的に応じた分子設計を可能とするための道筋をつけることを目的とする。具体的には、官能化C３対称キラルバッキーボウルの自在合成法の確立、お椀型構造に立脚したバッキーボウル独特の物性の評価、C３対称以外の基本対称構造を有するバッキーボウルの合成手法の確立、を３年間の研究計画としている。
２４年度においては、合成研究に関しては、C3対称バッキーボウルの合成法はほぼ目処がついたので、C３対称以外のバッキーボウル合成を中心に検討を行った。その結果、２３年度から検討しているスマネンを出発とした新たな求電子的官能基導入法をほぼ完成させることができた。加えて、スマネン骨格の歪みを活用した新奇な骨格変換反応の開発に成功し、新たなバッキーボウル骨格「ジメタノベンゾピレン」の合成に成功した。さらにC３対称バッキーボウルについては、スマネンのベンジル位の水素を全てフッ素に変換した「ヘキサフルオロスマネン」の合成にも成功した。
また、物性研究については、バッキーボウルの特徴的動的挙動であるボウル反転挙動について、初めて系統的な考察を行い、スマネン骨格の場合、お椀の底面から周縁のベンジル位で見積もられる「コーンアングル」の大小が最もボウル反転の大小と相関関係があることを明らかにした。また、スマネン、スマネントリオンのそれぞれナノ結晶を作成し、これらが「おにぎり型」コアーシェル構造を形成し、蛍光増幅現象を生じることも見出した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初掲げた３つの目標の全てにおいて進展が見られたので、バランスよく研究が進行していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
２４年度においては、官能化スマネン誘導体を用いた物性研究に顕著な伸展が見られたので、実際の化合物を供給することで、興味深い現象が次々に見つかる可能性がますます高まった。そこで、引き続き、新規誘導体の合成に力を入れるとともに、同時に基本出発物質となるスマネンの大量合成法の確立が、大きな鍵を握ると考えられる。そこで、２４年度に雇用予定であった博士研究員が、２５年度雇用にずれ込んだこともあり、２５年度に改めて大量合成法の検討を行った。その結果、これまで化学量論量の金属試薬を必要としていたプロセスの一部触媒化に成功した。今後、更なるスマネン合成のスケールアップにつなげていく予定である。
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[Journal Article] Trimethylsumanene: Enantioselective Synthesis, Substituent Effect on Bowl Structure, Inversion Energy, and Electron Conductivity2012
Author(s)
S. Higashibayashi, R. Tsuruoka, Y. Soujanya, U. Purushotham, G. N. Sastry, S. Seki, T. Ishikawa, S. Toyota, H. Sakurai
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Journal Title
Bull. Chem. Soc. Jpn.
Volume: 85
Pages: 450-467
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Chemical Synthesis of Nitrogen-doped Buckybowls2012
Author(s)
Sakurai, H.; Tan, Q.-T.; Higashibayashi, S.
Organizer
8th IUPAC International Symposium on Novel Materials and their Synthesis and 22th International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers
Place of Presentation
Xian Jiaotong University, Xian, China
Year and Date
20121014-20121019
Invited
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