2022 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of super-close pi-dimer toward condensed conjugation based on precise control of interatomic distance
Publicly Offered Research
| Project Area | Condensed Conjugation Molecular Physics and Chemistry: Revisiting "Electronic Conjugation" Leading to Innovative Physical Properties of Molecular Materials |
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| Project/Area Number |
21H05468
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
石垣 侑祐 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (60776475)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | 高歪化合物 / πダイマー / 酸化還元系 / 分子内相互作用 / クロミズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，本学術変革領域が目指す"X"-conjugationの学理構築に向け，原子間距離を緻密に制御することで，特異な電子状態に基づく未踏機能の実現に寄与することを目的とし、以下の三つの課題を推進した。
課題Iでは，空隙の最小化による高密度共役の実現に向け，『σ結合の切断に基づく超近接πダイマー創製』を展開した。具体的には，長いσ結合種を前駆体とするπダイマー創出アプローチを提案し，実験及び理論計算の両面から検討を実施した。その結果，σ結合種を参加したカチオン種において3.0Åを下回る炭素…炭素原子間距離が観測されることを明らかにし，興味深いレドックス特性を見出した。
課題IIでは，非結合状態のさらなる安定化と，外部刺激による劇的な電子構造変化を目的とし，『ヘテロ原子への展開による超近接πダイマーの創出と外部刺激制御』を推進した。現在までに，窒素原子を導入した誘導体を数種類構築し，その合成過程で新規π共役系分子の創出を実現した。現在論文投稿準備中である。
課題IIIでは，レドックス活性部位を大環状分子に組み込むことで，それぞれの酸化状態に応じてユニット間距離を高度に制御することを目的とし，『シクロファン型酸化還元系の創製に基づく三次元共役の実現』に向けて研究を実施した。これまでに，二つのタイプの大環状ジカチオンを構築し，固相，あるいは溶液相において分子内相互作用の発現を確認している。また，領域内共同研究により，新規環状分子の設計・合成にも成功しており，酸化還元による構造及び物性変調を達成し，三次元共役のレドックス制御へとつなげる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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