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新規合成戦略の開発を基軸とした機能性π拡張ポルフィリンの創出

研究課題

研究課題/領域番号 15J01145
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

福井 識人  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード有機化学 / 構造有機化学 / ポルフィリン / 曲面π電子系 / π拡張 / 窒素埋め込み / 湾曲構造 / 縮環ポルフィリン / アミン型窒素埋め込み / p型有機材料
研究実績の概要

π拡張ポルフィリンは、複数のポルフィリンを共役鎖で架橋したり、ポルフィリンの周辺に芳香環を直接縮環させたりすることで得られる。これらの化合物は分子全体に広がる共役や近赤外領域へ渡る吸収といった特異な性質を示すことから、有機半導体材料や機能性色素としての応用が期待されている。その中でもポルフィリンテープは代表的なπ拡張ポルフィリンの1つで、複数のポルフィリン環がメゾ位とその隣り合う2つのβ位でそれぞれ直接結合した構造を有する。この化合物は分子全体に広がる有効な共役を示すことから、電気伝導性分子ワイヤーを始めとする種々の応用が期待され、高い注目を集めている。
申請者はポルフィリンテープの新規機能発現を期待し、β位間の一部にカルボニル、メチレン、スルホンもしくはフェニレンによる架橋を導入することで、ポルフィリン骨格の間に形成される6員環を7員環もしくは8員環へと変えた化合物を設計・合成した。その結果、得られた化合物はポルフィリンテープに見られたような平面に広がった分子構造をとることができず、最大で半円型にまで及ぶアーチ型の湾曲を示すことを見出した。また、吸収スペクトル測定ならびに電気化学測定から、このポルフィリンアーチテープはポルフィリンテープと同程度もしくはそれ以上に狭いHOMO-LUMOギャップを有することを確認した。加えて本化合物は、ポルフィリンテープには見られない特性として、溶解性の向上、アーチ型構造の反転という柔軟な構造変化、さらにはフラーレン(C60)との会合体の形成といった特異な物性を示すことも明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Yonsei University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Yonsei University(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Yonsei University(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Metalation Control of Open-Shell Character in meso-meso Linked Porphyrin meso-Oxy Radical Dimers2018

    • 著者名/発表者名
      Jun-i Yuta、Fukui Norihito、Furukawa Ko、Osuka Atsuhiro
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 号: 7 ページ: 1528-1532

    • DOI

      10.1002/chem.201705769

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diphenylphosphine-Oxide-Fused and Diphenylphosphine-Fused Porphyrins: Synthesis, Tunable Electronic Properties, and Formation of Cofacial Dimers2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Fujimoto, Yuko Kasuga, Norihito Fukui, Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 23 号: 28 ページ: 6741-6745

    • DOI

      10.1002/chem.201700909

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Porphyrin Arch-Tapes: Synthesis, Contorted Structures, and Full Conjugation2017

    • 著者名/発表者名
      Fukui Norihito、Kim Taeyeon、Kim Dongho、Osuka Atsuhiro
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.,

      巻: 139 号: 26 ページ: 9075-9088

    • DOI

      10.1021/jacs.7b05332

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A meso-meso β-β β-β Triply Linked Subporphyrin Dimer2017

    • 著者名/発表者名
      Okuda Yasuhiro、Fukui Norihito、Kim Jinseok、Kim Taeyeon、Jiang Hua-Wei、Copley Graeme、Kitano Masaaki、Kim Dongho、Osuka Atsuhiro
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 号: 40 ページ: 12317-12321

    • DOI

      10.1002/anie.201707123

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly planar diarylamine-fused porphyrins and their remarkably stable radical cations2017

    • 著者名/発表者名
      Norihito Fukui, Wonhee Cha, Daiki Shimizu, Juwon Oh, Ko Furukawa, Hideki Yorimitsu, Dongho Kim, Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 8 号: 1 ページ: 189-199

    • DOI

      10.1039/c6sc02721k

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Aromatic Metamorphosis of Dibenzofurans into Triphenylenes Starting with Nickel-Catalyzed Ring-Opening C-O Arylation2017

    • 著者名/発表者名
      Kurata, Y.; Otsuka, S.; Fukui, N.; Nogi, K.; Yorimitsu, H.; Osuka, A.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 19 号: 6 ページ: 1274-1277

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b03861

    • 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] Pictet-Spengler Synthesis of Quinoline-Fused Porphyrins and Phenanthroline-Fused Diporphyrins2016

    • 著者名/発表者名
      Gao, K.; Fukui, N.; Jung, S. I.; Yorimitsu, H.; Kim, D.; Osuka, A.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 42 ページ: 13038-13042

    • DOI

      10.1002/anie.201606293

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] meso-meso Linked Diarylamine-Fused Porphyrin Dimers2016

    • 著者名/発表者名
      Norihito Fukui, Hideki Yorimitsu, Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 51 ページ: 18476-18484

    • DOI

      10.1002/chem.201604301

    • 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] Regioselective phenylene-fusion reactions of Ni(II)-porphyrins controlled by an electron-withdrawing meso-substituent2016

    • 著者名/発表者名
      Norihito Fukui, Seung-Kyu Lee, Kenichi Kato, Daiki Shimizu, Takayuki Tanaka, Sangsu Lee, Hideki Yorimitsu, Dongho Kim, and Atsuhiro Osuka
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: N/A 号: 7 ページ: 4059-4066

    • DOI

      10.1039/c5sc04748j

    • NAID

      120005841418

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] meso,β-Oligohaloporphyrins as Useful Synthetic Intermediates of Diphenylamine-Fused Porphyrin and meso-meso β-β Doubly Butadiyne-Bridged Diporphyrin2015

    • 著者名/発表者名
      N. Fukui, H. Yorimitsu, and A. Osuka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 号: 21 ページ: 6311-6314

    • DOI

      10.1002/anie.201501149

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 曲面π共役系を有する三重縮環ポルフィリン多量体の合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      福井識人、大須賀篤弘
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Porphyrin Arch-tapes: Highly Contorted Porphyrin Oligomers with Full Conjugation2017

    • 著者名/発表者名
      Norihito Fukui, Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アーチ型に湾曲した三重縮環ポルフィリン多量体の合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      福井識人・大須賀篤弘
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Porphyrin Arch-tapes: Highly Contorted Porphyrin Oligomers with Full Conjugation2017

    • 著者名/発表者名
      福井識人
    • 学会等名
      第二回大津会議合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリンアーチテープ二量体における架橋部位の及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      福井識人・大須賀篤弘
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 曲面π共役系を有する三重縮環ポルフィリン多量体の合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      福井識人、依光英樹、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
      広島国際会議場
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Hightly Planar Diarylamine-fused Porphyrins and Their Stable Radical Cations2016

    • 著者名/発表者名
      Norihito Fukui, Hideki Yorimitsu, Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      9th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-9)
    • 発表場所
      中国、南京
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メゾ位に電子求引性置換基を有するポルフィリンの位置選択的な酸化的縮環反応2016

    • 著者名/発表者名
      福井識人、依光英樹、大須賀篤弘
    • 学会等名
      第十一回有機元素化学セミナー
    • 発表場所
      京都大学化学研究所
    • 年月日
      2016-06-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 平面性の高いジアリールアミン縮環ポルフィリンおよびその安定ラジカルカチオン種の合成2016

    • 著者名/発表者名
      福井識人、依光英樹、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] リン原子を埋め込んだπ拡張ポルフィリンの合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      春日優子、藤本圭祐、福井識人、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] ジベンゾフランからトリフェニレンへの芳香環リフォーム2016

    • 著者名/発表者名
      倉田悠都、大塚慎也、福井識人、依光英樹、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] 曲面π共役系を有する三重縮環ポルフィリン多量体の合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      福井識人、依光英樹、大須賀篤弘
    • 学会等名
      第36回有機合成若手セミナー
    • 発表場所
      京都薬科大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フェノキサジン縮環ポルフィリンの合成と物性2015

    • 著者名/発表者名
      福井識人、依光英樹、大須賀篤弘
    • 学会等名
      錯体化学第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Conversion of meso,β-Oligohaloporphyrins2015

    • 著者名/発表者名
      Norihito Fukui, Hideki Yorimitsu, Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 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] Synthesis and properties of nitrogen-embedded porphyrins2015

    • 著者名/発表者名
      Norihito Fukui, Hideki Yorimitsu, Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Conversion of meso,β-Oligohaloporphyrins2015

    • 著者名/発表者名
      Norihito Fukui, Hideki Yorimitsu, Atsuhiro Osuka
    • 学会等名
      The 10th Organoelement Chemistry Seminar
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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