典型元素アザポルフィリノイドの合成および機能開発

• 研究課題/領域番号: 15K05409
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機化学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 古山 渓行 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (30584528)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: アザポルフィリン / 機能性色素 / 典型元素化学 / 一重項酸素 / 光安定性 / ソルバトクロミズム / 五価リン / 還元特性 / ラジカル

研究成果の概要

アザポルフィリンの合成・機能開発における典型元素の可能性について、多角的な視点から検討を行った。中心に五価リンを導入したある種の錯体は容易に一電子還元を受け、空気中安定なラジカルを得ることができた。続いて、硫黄を用いた新規反応を開発し、1. 20π反芳香族性を持つ拡張フタロシアニン、および2. 近赤外光を強く吸収できるフタロシアニンへの機能性部位の導入、に成功した。また、元素特性に立脚した新規フタロシアニン合成法を適用し、電子受容性フタロシアニンの合成に始めて成功した。一部の化合物は近赤外光による高い酸素増感能を示した。

研究成果

• [国際共同研究] Yonsei University(韓国)
• [国際共同研究] Simon Fraser University(カナダ)
• [国際共同研究] Simon Fraser University(カナダ)
• [雑誌論文] Structural, Photophysical, and Magnetic Circular Dichroism Studies of Three Rigidified meso-Pentafluorophenyl-Substituted Hexaphyrin Analogues (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishida Masatoshi、Furuyama Taniyuki、Lim Jong Min、Lee Sangsu、Zhang Zhan、Ghosh Sudip K.、Lynch Vincent M.、Lee Chang-Hee、Kobayashi Nagao、Kim Dongho、Sessler Jonathan L.
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 23 号: 27 ページ: 6682-6692
  • DOI: 10.1002/chem.201700759
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] D-A-D type dinitriles with vapor-dependent luminescence in the solid state (2017)
  • 著者名/発表者名: Furuyama Taniyuki、Shinozaki Junichi、Tasso Thiago Teixeira、Maeda Hajime、Segi Masahito、Kobayashi Nagao
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: 58 号: 45 ページ: 4243-4247
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2017.09.068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Azaporphyrin phosphorus(v) complexes: synthesis, structure, and modification of optical properties (2017)
  • 著者名/発表者名: Furuyama Taniyuki、Kobayashi Nagao
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 19 号: 24 ページ: 15596-15612
  • DOI: 10.1039/c7cp02155k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation, Optical and Electrochemical Properties, and Molecular Orbital Calculations of Tetraazaporphyrinato Ruthenium (II) Bis(4-methylpyridine) Fused with One to Four Diphenylthiophene Units (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, N. Murakami, E. Suzuki, T. Furuyama, T. Nakahodo, H. Fujihara, and N. Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Inorganic Biochemistry 巻: 158 ページ: 35-44
  • DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2016.01.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis, Optical Properties, and Electronic Structures of Tetrakis(pentafluorophenyl)tetrathiaisophlorin Dioxide (2016)
  • 著者名/発表者名: Mishra, V. L.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.; Goto, K.; Miyazaki, T.; Yang, J.-S.; Shinmyozu, T.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 27 ページ: 9190-9197
  • DOI: 10.1002/chem.201505079
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Double-decker Bis(tetradiazepinoporphyrazinato) Rare Earth Complexes: Crucial Role of Intramolecular Hydrogen Bonding (2016)
  • 著者名/発表者名: Tarakanova, E. N.; Trashin, S.; Simakov, A. O.; Furuyama, T.; Dzuban, A. V.; Inasaridze, L. N.; Tarakanov, P. A.; Troshin, P.; Pushkarev, V.; Kobayashi, N.; Tomilova, L. B.
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 45 号: 30 ページ: 12041-12052
  • DOI: 10.1039/c6dt01779g
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of a Trithia[5]helicene in an Unexpected Photoreaction of a Methyl-substituted Bis(dithienylethenyl)thiophene through a Double Sequence of 6π-Electrocyclization/Aromatization (Dehydrogenation/Demethylation) (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, Y. Matsui, E. Ohta, T. Ogaki, H. Sato, T. Furuyama, N. Kobayashi, K. Mizuno, H. Ikeda
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A. Chem. 巻: in press ページ: 48-55
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2015.10.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Simple primary β-amino alcohol catalyzed enantioselective Diels-Alder reaction of 3-hydroxy-2-pyridones (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T., Reddy, U.V.S., Kohari, Y., Seki, C., Furuyama, T., Kobayashi, N., Okuyama, Y., Kwon, E., Uwai, U., Tokiwa, M., Takeshita, M., Nakano, H.
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: 57 号: 51 ページ: 5771-5776
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2016.11.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of meta-methoxyphenyl substituted tetraazaporphyrin and corrolazine phosphorus(V) complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Sugiya, Y.; Yoshida, T.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: J. Porphyrins Phthalocyanines 巻: 20 号: 08n11 ページ: 1075-1081
  • DOI: 10.1142/s1088424616500619
  • NAID: 120005973604
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metallophthalocyanin-ocenes: Scandium Phthalocyanines with an η5-bound Cp Ring (2015)
  • 著者名/発表者名: Platel, R. H.; Tasso, T. T.; Zhou, W.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.: Leznoff, D. B.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 27 ページ: 5986-5989
  • DOI: 10.1039/c5cc00237k
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optical, Electrochemical, and Magnetic Properties of Pyrrole- and Thiophene-Bridged 5,15-Diazaporphyrin Dimers (2015)
  • 著者名/発表者名: Omomo, S.; Maruyama, Y.; Furukawa, K.; Furuyama, T., Nakano, H.; Kobayashi, N.; Matano, Y.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 21 号: 5 ページ: 2003-2010
  • DOI: 10.1002/chem.201405482
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis, Spectral Properties and TD-DFT Calculations of Nonclassical Binuclear Thienoporphyrazines. (2015)
  • 著者名/発表者名: T. V. Dubinina, N. E. Borisova, L. G. Tomilova, T. Furuyama, and N. Kobayashi
  • 雑誌名: Dyes & Pigm. 巻: 51 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.dyepig.2015.01.023
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Stable iso-Bacteriochlorin Mimics from Porpholactone: Effect of β-oxazolone Moiety on the Frontier π-Molecular Orbitals (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu, Y.; Furuyama, T.; Tang, J.; Wu, Z.-Y.; Chen, J.-Z.; Kobayashi, N.; Zhang, J.-L.
  • 雑誌名: Inorg. Chem. Front. 巻: 2 号: 7 ページ: 671-677
  • DOI: 10.1039/c5qi00054h
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reducing Zirconium(IV) Phthalocyanines and the Structure of a Pc4–Zr Complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhou, W.; Platel, R. H.; Tasso, T. T.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.; Leznoff, D. B.
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 44 号: 31 ページ: 13955-13961
  • DOI: 10.1039/c5dt01778e
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An Extremely Air-Stable 19π Porphyrinoid (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T.; Zhou, W.; Furuyama, T.*; Leznoff, D. B.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 29 ページ: 9258-9261
  • DOI: 10.1021/jacs.5b05781
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluorescence Enhancement of Tetraazaporphyrins by Use of Bulky Substituent Effects (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T.; Furuyama, T.; Asai, M.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 号: 8 ページ: 1056-1058
  • DOI: 10.1246/cl.150304
  • NAID: 130005092598
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Solution-Cast Monolayers of Cobalt Crown Ether Phthalocyanine on Highly Ordered Pyrolytic Graphite (2015)
  • 著者名/発表者名: Lu, H.; Kwak, I.; Park, J. H.; O’Neill, K.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.; Seabaugh, A.; Kummel, A.; Fullerton-Shirey, S. K.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 119 号: 38 ページ: 21992-22000
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b05233
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Bottom-up Synthesis of Antiaromatic Expanded Phthalocyanines: Pentabenzotriazasmaragdyrins, i.e. Norcorroles of Superphthalocyanines (2015)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Sato, T.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 43 ページ: 13788-13791
  • DOI: 10.1021/jacs.5b09853
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Photophysical Investigation of Tetraazaporphyrin Substituted with Aggregation-Induced Emission (AIE) Active Moieties (2015)
  • 著者名/発表者名: Thiago, T. T.; Furuyama, T.; Mack, J.; Nyokong, T.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem. 巻: 2015 号: 33 ページ: 5516-5522
  • DOI: 10.1002/ejic.201500726
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 高原子価リンを活用したアザポルフィリン類の光物性制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古山 渓行
  • 雑誌名: 化学と工業 巻: 68 ページ: 644-645
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 高原子価リンを活用するアザポルフィリン誘導体のデザイン・合成・機能開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古山 渓行、小林 長夫
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 73 号: 8 ページ: 833-843
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.73.833
  • NAID: 130005098866
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 機能性π共役化合物の設計・合成と近赤外光利活用への挑戦 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2017-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] アザポルフィリンを活用する近赤外光材料の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行
  • 学会等名: 第38回光化学若手の会
  • 招待講演
• [学会発表] Optical Properties of Near-IR Absorbing Phthalocyanine Sensitizers (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Iwamoto, Mashiro Hata, Maria Sugimori, Daichi Tamura, Ryo Yanagisawa, and Taniyuki Furuyama
  • 学会等名: 第3回超分子による革新的マテリアル開発の拠点形成国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] An Air-stable 19π Azaporphyrinoid Radical (2016)
  • 著者名/発表者名: Taniyuki Furuyama, Takuya Yoshida, Wen Zhou, Daniel B. Leznoff, Nagao Kobayashi
  • 学会等名: 9th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-9)
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 異常π電子価化合物の設計・機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行・吉田拓矢・佐藤岳仁・小林長夫
  • 学会等名: 第14回次世代を担う有機化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京都渋谷区
  • 年月日: 2016-05-27
• [学会発表] Chalcogenide-Substituted Phthalocyanines: The Most Distorted Phthalocyanines (2016)
  • 著者名/発表者名: Taniyuki Furuyama, Koh Satoh, Nagao Kobayashi
  • 学会等名: 13th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium (ICCST-13)
  • 発表場所: Gifu, Japan
  • 年月日: 2016-05-23
  • 国際学会
• [学会発表] 中心元素・周辺置換基効果を活用したテトラアザポルフィリンの機能創出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行・吉田拓矢・浅井光夫・下岡千尋・小林長夫
  • 学会等名: 第42回有機典型元素化学討論会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 環拡張フタロシアニン類の開発および物性制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行・小倉陽祐・佐藤岳仁・小林長夫
  • 学会等名: 第26回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 愛媛県松山市
  • 年月日: 2015-09-24
• [備考] 金沢大学研究者情報
  • URL: http://ridb.kanazawa-u.ac.jp/public/detail.php?id=4466&page=3&org2_cd=340400
• [備考] 金沢大学理工研究域物質化学系 精密有機合成化学研究室
  • URL: http://kohka.ch.t.kanazawa-u.ac.jp/lab4/TFProfile.html
• [備考] 金沢大学理工研究域物質化学系 精密有機合成化学研究室
  • URL: http://kohka.ch.t.kanazawa-u.ac.jp/lab4/TFProfile.html