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2014 Fiscal Year Annual Research Report

芳香族性ヘミポルフィラジンの合成と機能開発

Research Project

Project/Area Number 24685009
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

村中 厚哉  独立行政法人理化学研究所, 内山元素化学研究室, 専任研究員 (20374902)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords芳香族性 / ヘミポルフィラジン
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、20π電子構造を持つ非芳香族性ヘミポルフィラジンから18πや22π電子構造を持つ芳香族性ヘミポルフィラジンを合成し、その芳香族性、スイッチ機能などの基礎物性を明らかにすることを目的としている。本年度は、1つのベンゼン部位と3つのイソインドリン部位から構成されるヘミポルフィラジン(ベンジフタロシアニン)に関して主に研究を行った。これまで周辺置換基のないベンジフタロシアニンの固体状態の分子構造に関する研究は行われてきたが、その溶液中での電子構造はほとんど調べられていなかった。そこで、かさ高いジイソプロピルフェニルオキシ基を有するベンジフタロシアニン(1)を設計、合成したところ、溶液中で18π電子構造をとることが明らかとなった。化合物1の反磁性環電流効果が小さいことがNMR測定から強く示唆され、化合物1は18π電子構造をとるにもかかわらず非芳香族性化合物であると帰属された。パラジウム炭素を用いて化合物1を還元したところ2電子還元された20π化学種(2)が得られた。化合物2のNMRスペクトルでは、環内部のプロトンが低磁場領域に観測され、化合物2が常磁性環電流効果を持つ反芳香族性化合物であると帰属された。化合物2は近赤外領域に強い吸収帯をもち、モル吸光係数は約2万であった。この結果は、過去に報告された20π反芳香族性ポルフィリン類縁体の長波長領域の吸収帯のモル吸光係数が小さいこととは大きく異なる。化合物2の特異な性質について量子化学計算を用いて解析し、近赤外領域の吸収帯が許容遷移であることは化合物の対称性が低いことに起因することを明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] In-Plane Aromaticity in Cycloparaphenylene Dications: A Magnetic Circular Dichroism and Theoretical Study2015

    • Author(s)
      N. Toriumi, A. Muranaka, E. Kayahara, S. Yamago, M. Uchiyama
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 137 Pages: 82-85

    • DOI

      10.1021/ja511320f

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Unraveling the Electronic Structure of Azolehemiporphyrazines: Direct Spectroscopic Observation of Magnetic Dipole Allowed Nature of the Lowest π-π* Transition of 20π-Electron Porphyrinoids2014

    • Author(s)
      A. Muranaka, S. Ohira, N. Toriumi, M. Hirayama, F. Kyotani, Y. Mori, D. Hashizume, M. Uchiyama
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

      Volume: 118 Pages: 4415-4424

    • DOI

      10.1021/jp5001557

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis and Properties of Palladium(II) Complexes of Aromatic Hemiporphyrazines2014

    • Author(s)
      A. Muranaka, F. Kyotani, X. Ouyang, D. Hashizume, M. Uchiyama
    • Journal Title

      J. Porphyrins Phthalocyanines

      Volume: 18 Pages: 869-874

    • DOI

      10.1142/S1088424614500667

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 近赤外光を利活用するための有機 π 電子系化合物の開発2015

    • Author(s)
      村中 厚哉
    • Organizer
      日本化学会 第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Invited
  • [Presentation] ベンジフタロシアニンが示す近赤外領域のソルバトクロミズム2015

    • Author(s)
      鳥海 尚之・村中 厚哉・平野 圭一・吉田 健吾・内山 真伸
    • Organizer
      日本化学会 第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [Presentation] Electronic Structure Analysis of Cyclic π-electron Molecules: Porphyrinoids and Cycloparaphenylenes2014

    • Author(s)
      Atsuya Muranaka
    • Organizer
      The 2nd RIKEN-SJTU Workshop on Energy, Environment and Photonics
    • Place of Presentation
      RIKEN (Wako)
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • Invited
  • [Presentation] 互変異性ベンジフタロシアニン:芳香族性を調節可能な機能性近赤外色素の開発2014

    • Author(s)
      鳥海 尚之・村中 厚哉・平野 圭一・吉田 健吾・内山 真伸
    • Organizer
      第40回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2014-11-10 – 2014-11-11
  • [Presentation] In-plane Aromaticity of [8]Cycloparaphenylene Dication: A Magnetic Circular Dichroism and Theoretical Study2014

    • Author(s)
      A. Muranaka, N. Toriumi, E. Kayahara, S. Yamago, M. Uchiyama
    • Organizer
      International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules and Materials (CURO-π)
    • Place of Presentation
      Kyoto University (Uji)
    • Year and Date
      2014-10-19 – 2014-10-21
  • [Presentation] Electronic Structure of Azolehemiporphyrazine2014

    • Author(s)
      A. Muranaka, S. Ohira, N. Toriumi, M. Hirayama, F. Kyotani, Y. Mori, D. Hashizume, M. Uchiyama
    • Organizer
      Michinoku International Symposium on Porphyrins, Phthalocyanines and Functional π Molecules
    • Place of Presentation
      Zao
    • Year and Date
      2014-10-13 – 2014-10-16
  • [Presentation] Synthesis and Electronic Properties of 18π Aromatic Benziphthalocyanine2014

    • Author(s)
      A. Muranaka, N. Toriumi, K. Hirano, K. Yoshida, M. Uchiyama
    • Organizer
      8th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
    • Place of Presentation
      Istanbul
    • Year and Date
      2014-06-22 – 2014-06-27
    • Invited
  • [Presentation] Tuning of Aromaticity and Near-IR Absorption of 18π Tautomeric Benziphthalocyanine2014

    • Author(s)
      N. Toriumi, A. Muranaka, K. Hirano, K. Yoshida, M. Uchiyama
    • Organizer
      8th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
    • Place of Presentation
      Istanbul
    • Year and Date
      2014-06-22 – 2014-06-27

URL: 

Published: 2016-06-01  

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