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環拡張ポルフィリンの金属錯体を用いた新規機能性分子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J01050
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 機能物性化学
研究機関京都大学

研究代表者

直田 耕治  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード環拡張ポルフィリン / ポルフィリン / ヘキサフィリン / 多電子貯蔵 / 近赤外色素 / 芳香族性のスイッチング / 交差共役系 / ジラジカル性 / 化学センサー / ビラジカル性 / 酸化還元特性 / 金属錯体 / 芳香族性 / 共役系変換
研究実績の概要

本研究は、ポルフィリンや環拡張ポルフィリンの新規誘導体を合成することで、従来にない新しい機能を持った分子を創出することを目的としている。本年度は前年度に提案した、「交差共役系ポルフィリンおよびヘキサフィリンのジラジカル性の制御(研究①)」に加え、双性イオン型ヘキサフィリン(研究②)及びオクタフィリンの酸・塩基に基づく構造及び芳香族性の変化(研究③)に関する研究を行った。以下に具体的な成果を示す。
研究①:交差共役系オリゴチオフェンをポルフィリンまたはヘキサフィリンの外周部へ導入することで、ジラジカル性を示す分子の合成に成功した。特にヘキサフィリンは近赤外領域における強い光吸収、多電子貯蔵能、狭いHOMOーLUMOギャップ、比較的大きな二光子吸収断面積など特徴的な物性を示し、有機エレクトロニクスの分野での活躍が期待される。
研究②:分子内に双性イオン構造を有するヘキサフィリンの合成に成功した。この分子はヒュッケル反芳香族性を示し、酸を添加することで、メビウス芳香族性を示すヘキサフィリンへ構造変化することも見出した。
研究③:[34]オクタフィリン(1.1.1.0.1.1.1.0)へ酸・塩基を添加することによって、その分子構造及び芳香族性への影響を検証した。酸を添加した場合は、八の字構造・非芳香族のフリーベース体が平面長方形構造・ヒュッケル芳香族性のジカチオン体へと変化した。一方、塩基を添加した場合は、モノアニオン化体へと変化したものの、物性面に大きな変化は見られなかった。この結果は2箇所でメゾ位炭素が欠落しているこのオクタフィリンの構造的な剛直さに起因すると考えられる。
総括:これまで様々なポルフィリン及び環拡張ポルフィリンの新規誘導体の合成に成功し、特徴的な物性を明らかにしてきた。したがって、この3年間の研究成果はポルフィリンの化学に重要な影響を与えたと言える。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Structural and Aromaticity Control of [34]Octaphyrin(1.1.1.0.1.1.1.0) by Protonation and Deprotonation2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Naoda, Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 1205-1208

    • DOI

      10.1002/ajoc.201700144

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] “A Doubly Zwitterionic Antiaromatic [28]Hexaphyrin Formed upon Deprotonation of 5,20-Di(N-methyl-4-pyridinium)-Substituted [28]Hexaphyrin”2016

    • 著者名/発表者名
      K. Naoda and A. Osuka
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 22 号: 20 ページ: 2849-2853

    • DOI

      10.1002/asia.201601071

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Bis-Au(III) [28]Hexaphyrin Triphenylphosphine Adduct2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Naoda, Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrin and Phthalocyanines

      巻: - 号: 08n11 ページ: 997-1001

    • DOI

      10.1142/s1088424616500097

    • 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] Synthesis of Di-peri-dinaphthoporphyrins by PtCl2-Mediated Cyclization of Quinodimethene-Type Porphyrins2016

    • 著者名/発表者名
      Masataka Umetani, Koji Naoda, Takayuki Tanaka, Seung-Kyu Lee, Juwon Oh, Dongho Kim, Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Angewande Chemie International Edition

      巻: - 号: 21 ページ: 6305-6309

    • DOI

      10.1002/anie.201601303

    • 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] 5,20-Di(pyridin-2-yl)-[28]Hexaphyrin(1.1.1.1.1.1): A Stable Huckel Antiaromatic Hexaphyrin Stabilized by Intramolecular Hydrogen Bonding and Protonation Induced Conformational Twist to Gain Mobius Aromaticity2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Naoda, Hirotaka Mori, Juwon Oh, Kyu Hyung Park, Dongho Kim, Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Journal of Organic Chemistry

      巻: 80 号: 23 ページ: 11726-11733

    • DOI

      10.1021/acs.joc.5b01348

    • 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] Reversal of Hückel (anti)aromaticity in the lowest triplet states of hexaphyrins and spectroscopic evidence for Baird's rule2015

    • 著者名/発表者名
      Y. M. Sung, M.-C. Yoon, J. M. Lim, H. Rath, K. Naoda, A. Osuka, and D. Kim
    • 雑誌名

      Nat. Chem

      巻: 7 号: 5 ページ: 418-422

    • DOI

      10.1038/nchem.2233

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cross-Conjugated Hexaphyrins and Their Bis-Rhodium Complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Naoda, Young Mo Sung, Jong Min Lim, Dongho Kim, and Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Jounal

      巻: 20 号: 25 ページ: 7698-7705

    • DOI

      10.1002/chem.201402328

    • 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] Iridium Complexes of [26]Hexaphyrin(1.1.1.1.1.1) and [36]Octaphyrin(1.1.1.1.1.1.1.1))2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Naoda and Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Journal of Porphrin and Phthalocyanines

      巻: 18 号: 08n09 ページ: 652-658

    • DOI

      10.1142/s1088424614500382

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] キノノイドポルフィリンおよびヘキサフィリンにおけるビラジカル性の制御2016

    • 著者名/発表者名
      直田耕治、大須賀篤弘
    • 学会等名
      第27回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリンおよびヘキサフィリンにおけるビラジカル性の制御2016

    • 著者名/発表者名
      直田耕治、大須賀篤弘
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学・京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 金属錯化と酸・塩基による2-ピリジル置換ヘキサフィリンの芳香族性のスイッチング2015

    • 著者名/発表者名
      直田耕治、森裕貴、大須賀篤弘
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Switching of Aromaticity on 5,20-Di(pyridyl) Substituted [28]Hexaphyrin(1.1.1.1.1.1)2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Naoda and Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA16)
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Switching of Aromaticity on 5,20-Di(pyridyl) Substituted [28]Hexaphyrin(1.1.1.1.1.1)2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Naoda, Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      Spain, Madrid
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4-pyridyl置換ヘキサフィリンの合成と物性2015

    • 著者名/発表者名
      直田耕治、大須賀篤弘
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学、千葉県
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cross-Conjugated Hexaphyrins and Their Bis-Rhodium Complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Naoda and Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      Eighth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      2014-06-22 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 大須賀研究室(集合有機分子機能研究室)ホームページ

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/shuyu/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 大須賀研究室(集合有機分子機能分科)ホームページ

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/shuyu/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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