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積層型芳香族アミンの電荷輸送特性の解明とデバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 13J00721
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能物質化学
研究機関京都大学 (2015)
大阪大学 (2013-2014)

研究代表者

酒巻 大輔  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,960千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 660千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード芳香族アミン / アザアセン / シクロファン / ヘリセン / 電子移動 / 有機ラジカル / 有機半導体 / 積層π共役分子 / ラジカルカチオン / 電子スピン共鳴 / πスタック分子 / 電荷移動 / 構造有機化学 / 有機導体 / 量子化学計算 / 電気化学
研究実績の概要

前年度に引き続き、特異な立体構造を有する新規含窒素共役系分子の開発をおこなった。1)前年度に開発したN-ヘテロアセンのタンデム酸化カップリングによるダブルヘリセン合成法を、代表的なドナー性有機分子であるフェノチアジンおよびそのセレン類縁体であるフェノセレナジンへと適用した。その結果、いずれの場合も十字型二量体を経てダブルヘリセン骨格の構築に成功した。単結晶構造解析の結果、フェノセレナジンからなるダブルヘリセンはフェノチアジンからなるものよりもらせんのねじれ角が大きいことが明らかになった。また、いずれのダブルヘリセンも高い電子ドナー性を示し、電子スピン共鳴および吸収スペクトル測定から一電子酸化によって発生させたラジカルカチオンにおいて正電荷が分子内を高速で移動していることが明らかになった。2) アザアセンの位置選択的酸化的カップリング反応によって、#型構造を有する6,13-ジアザペンタセン四量体の合成に成功した。ジベンゾフェノキサジンからなる#型四量体が非発光性であったのに対し、ジアザペンタセン四量体は高い蛍光発光を示した。そのため、本分子は円偏光発光材料への応用が期待できる。本合成手法は一般的なN-ヘテロアセンへ適用可能であることから、新規円偏光発光材料の汎用的構築法としての可能性を有しており、今後さらなる展開をおこなっていく。3) 2つのジアザペンタセンが積層した構造をもつクリップ状分子について、中性およびラジカルカチオン状態における電荷輸送特性を時間分解マイクロ波伝導度(TRMC)法によって測定した。その結果、ラジカルカチオン体において中性状態の20倍以上の過渡伝導度信号が観測された。この結果は、クリップ状分子のモノカチオン状態が、有機導体として理想的なであるハーフフィリング電子状態をとっていることを示唆しており、今後の有機導体開発の指針となる結果である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] AIE active triphenylamine–benzothiazole based motifs: ESIPT or ICT emission2016

    • 著者名/発表者名
      V. S. Padalkar, D. Sakamaki, K. Kuwada, N. Tohnai, T. Akutagawa, K. Sakai, S. Seki
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 6 号: 32 ページ: 26941-26949

    • DOI

      10.1039/c6ra02417c

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fully-Substituted 1,3-Butadienes as π-Conjugated Linkers between Pyrenes2016

    • 著者名/発表者名
      K. Oda
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 号: 4 ページ: 403-405

    • DOI

      10.1246/cl.151181

    • NAID

      130005143982

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of 6,13-Diamino-Substituted Pentacenes2016

    • 著者名/発表者名
      Ito, A.; Uebe, M.; Takahashi, K.; Ishikawa, H.; Sakamaki, D.; Sato, H.; Matsumoto, T; Tanaka, K
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 6 ページ: 2165-2170

    • DOI

      10.1002/chem.201503996

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Double Hetero[4]helicene Composed of Two Phenothiazines: Synthesis, Structural Properties, and its Cationic States2015

    • 著者名/発表者名
      D. Sakamaki, D. Kumano, E. Yashima, S. Seki
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 号: 97 ページ: 17237-17240

    • DOI

      10.1039/c5cc07680c

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diversity-Oriented Synthesis of Tetrathia[8]circulenes by Sequential C-H Borylation and Annulation2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kato
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 号: 95 ページ: 16944-16947

    • DOI

      10.1039/c5cc06921a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly Efficient Tunable Solid State Emission via the Excited-State Intramolecular Proton-Transfer (ESIPT) with 2-(2’-Hydroxy) Benzothiazole (HBT) and Fluorene motifs2015

    • 著者名/発表者名
      Vikas S. Padalkar, Daisuke Sakamaki, Shu Seki, Norimitsu Tohnai, Tomoyuki Akutagawa, and Ken-ichi Sakai
    • 雑誌名

      RSC Advance

      巻: 5 号: 98 ページ: 80283-80296

    • DOI

      10.1039/c5ra17980g

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nitrogen-embedded buckybowl and its assembly with C602015

    • 著者名/発表者名
      H. Yokoi, Y. Hiraoka, S. Hiroto, D. Sakamaki, S. Seki, H. Shinokubo
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 8215-8215

    • DOI

      10.1038/ncomms9215

    • NAID

      120005745626

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Triphenylamine with Two Phenoxy Radicals Having Unusual Bonding Patterns and a Closed-Shell Electronic State2015

    • 著者名/発表者名
      Sakamaki, D.; Yano, S.; Kobashi, T.; Seki, S.; Kurahashi, T.; Matsubara, S.; Ito, A.; Tanaka, K
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 号: 28 ページ: 8267-8270

    • DOI

      10.1002/anie.201502949

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Facile and Versatile Approach to Double N-Heterohelicenes: Tandem Oxidative C-N Couplings of N-Heteroacenes via Cruciform Dimers2015

    • 著者名/発表者名
      D. Sakamaki, D. Kumano, E. Yashima, S. Seki
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 号: 18 ページ: 5404-5407

    • DOI

      10.1002/anie.201500684

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simple and Rapid Method for High-Resolution Visualization of Single-Ion Tracks2014

    • 著者名/発表者名
      M. Omichi, W. Choi, D. Sakamaki, S. Tsukuda, M. Sugimoto, S. Seki
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 4 号: 11 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1063/1.4902164

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reversible Control of Radius and Morphology of Fluorene-Azobenzene Copolymer Nanowires by Light Exposure2014

    • 著者名/発表者名
      H. L. Cheng, M. T. Tang, W. Tuchinda, K. Enomoto, A. Chiba, Y. Saito, T. Kamiya, M. Sugimoto, A. Saeki, T. Sakurai, M. Omichi, D. Sakamaki, S. Seki
    • 雑誌名

      Adv. Mater. Interfaces

      巻: 2 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of enzyme-degradable and size-controlled protein nanowires using the single particle nano-fabrication technique2014

    • 著者名/発表者名
      M. Omichi, A. Asano, S. Tsukuda, K. Takano, M. Sugimoto, A. Saeki, D. Sakamaki, A. Onoda, T. Hayashi, S. Seki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/ncomms4718

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Redox Modulation of para-Phenylenediamine by Substituted Nitr onyl Nitroxide Groups and Their Spin States2013

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, R. Kurata, D. Sakamaki, S. Yano, Y. Kono, Y. Nakano, K. Furukawa, T. Kato, K. Tanaka
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 117 号: 48 ページ: 12858-12867

    • DOI

      10.1021/jp4095613

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ダブルヘリセン構造を有するヘテロアセン二量体の合成とそのラジカルカチオン種の構造・物性2015

    • 著者名/発表者名
      酒巻大輔, 関 修平
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 非局在型ラジカルを導入した含窒素平面π共役分子の合成と電子的性質2015

    • 著者名/発表者名
      小橋紀之・酒巻大輔・関修平
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直交型ヘテロアセン二量体を鍵骨格とした三次元π電子系分子の合成と電子的性質2015

    • 著者名/発表者名
      酒巻大輔・関修平
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直交型アザアセン二量体を鍵骨格とした非平面π共役分子の合成と電子的性質2014

    • 著者名/発表者名
      酒巻大輔・関修平
    • 学会等名
      第25回基礎有機化学会討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非局在型ラジカルを導入した含窒素平面π共役分子の合成と電子的性質2014

    • 著者名/発表者名
      小橋紀之・酒巻大輔・関修平
    • 学会等名
      第25回基礎有機化学会討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アザアセンを鍵骨格とした分子群の合成とその電子的性質2014

    • 著者名/発表者名
      酒巻大輔・関修平
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アミノ基を有するペンタセン誘導体の合成と電子物性2014

    • 著者名/発表者名
      高橋一輝・上辺将士・酒巻大輔・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 2つのラジカルを導入した窒素置換多環芳香族炭化水素の合成と電子的性質2014

    • 著者名/発表者名
      小橋紀之・酒巻大輔・関修平
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 局在スピンを有する大環状芳香族アミンの合成と電子物性2014

    • 著者名/発表者名
      倉田亮平・酒巻大輔・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 特異な構造を有する芳香族アミン分子群の電荷輸送特性2013

    • 著者名/発表者名
      酒巻大輔・伊藤彰浩・田中一義・関修平
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学会討論会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2013-09-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素原子と窒素原子を含むアントラセン誘導体の光物性2013

    • 著者名/発表者名
      上辺将士・酒巻大輔・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学会討論会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2013-09-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis, Structure, and Electronic Properties of an o, p, o, p-tetraazacyclophane2013

    • 著者名/発表者名
      D. Sakamaki, A. Ito, K. Tanaka, S. Seki
    • 学会等名
      15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      台湾
    • 年月日
      2013-08-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Electronic Properties of Boron-Nitrogen-Substituted Anthrac ene Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      M. Uebe, D. Sakamaki, A. Ito, K. Tanaka
    • 学会等名
      15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      台湾
    • 年月日
      2013-08-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Characterization of a Polymacrocyclic Oligoarylamine2013

    • 著者名/発表者名
      R. Kurata, M. Kinoshita, D. Sakamaki, A. Ito, K. Tanaka
    • 学会等名
      15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      台湾
    • 年月日
      2013-08-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Electronic Properties of 4-hydroxyphenyl-group-substituted Arylamines2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yano, D. Sakamaki, A. Ito, K. Tanaka
    • 学会等名
      15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      台湾
    • 年月日
      2013-07-31
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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