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含窒素ナノグラフェンの迅速モジュラー合成と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 16H06030
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 有機化学
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 慎庫  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90508194)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2018年度)
配分額 *注記
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2016年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワード含窒ナノグラフェン / 多環芳香族炭化水素 / 曲面分子 / 有機合成 / 含窒素ナノグラフェン / アザコラニュレン / 芳香族炭化水素 / 有機化学 / 構造有機化学 / 有機半導体
研究実績の概要

ナノグラフェンに窒素原子を導入した「含窒素ナノグラフェン」は、炭化水素とは異なる構造をもち高い機能発現が期待できる。本研究では独自に開発した新規アゾメチンイリドを基本モジュールとして用いて、多種多様な形状の含窒素ナノグラフェンの短段階迅速合成を行う。平成29年度は、主に曲面構造をもつ含窒素ナノグラフェンの合成と機能探索を行なった。
1) 多環芳香族アゾメチンイリドとコラニュレンとの反応を利用した含窒素ナノグラフェン合成:多環芳香族アゾメチンイリドがきわめて高い反応性を有し、反応が低いことが知られているコラニュレンとも良好に付加環化反応を起こすことを見出した。本反応の後に酸化的な脱水素反応を行うことでピロールが縮環したコラニュレンが合成できた。本分子はピロール由来の平面構造とコラニュレン由来の曲面構造の両面をあわせもつダブルヘリセン型構造をもっており、極性に応じて発光波長が大きく変化するソルバトクロミズムを示すなど独特の性質を明らかにできた。
2) 深いボウル型含窒素ナノグラフェン合成:1)で合成したピロール縮環コラニュレンの周縁部の環同士を連結することで、ボウルの深さが6b2-アザペンタベンゾ[bc,ef,hi,kl,no]コラニュレンよりも深いボウル型含窒素ナノグラフェンの合成に成功した。この分子の一部はフラーレンC60に匹敵する高い曲率をもつ。その詳細な物性は現在解明中であるが、本分子の合成法はヘテロ元素を有する高歪み多環芳香族化合物の一般的な合成法を提供する重要な成果である。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] バーゼル大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] アールト大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] オランダ科学研究機構(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Nanolayers Research Computing LTD(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Competing Annulene and Radialene Structures in a Single Anti-Aromatic Molecule Studied by High-Resolution Atomic Force Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Kawai Shigeki、Takahashi Keisuke、Ito Shingo、Pawlak R?my、Meier Tobias、Spijker Peter、Canova Filippo Federici、Tracey John、Nozaki Kyoko、Foster Adam S.、Meyer Ernst
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 11 号: 8 ページ: 8122-8130

    • DOI

      10.1021/acsnano.7b02973

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Pyrrole-Fused Corannulenes: 1,3-Dipolar Cycloaddition of Azomethine Ylides to Corannulene2017

    • 著者名/発表者名
      Tokimaru Yuki、Ito Shingo、Nozaki Kyoko
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 号: 49 ページ: 15560-15564

    • DOI

      10.1002/anie.201707087

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Synthesis of Unsymmetric Dibenzo[a,e]pentalenes by Rhodium-Catalysed Stitching Reaction2017

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, S. Ito, R. Shintani, K. Nozaki
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 8 号: 1 ページ: 101-107

    • DOI

      10.1039/c6sc04560j

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of a Method for Introducing Substituents to Azapentabenzocorannulenes2018

    • 著者名/発表者名
      中村公洋、永野太郎、時丸祐輝、伊藤慎庫、野崎 京子
    • 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] アザペンタベンゾコラニュレンをコアとする液晶性分子の合成と性質2018

    • 著者名/発表者名
      永野太郎、宮島大吾、伊藤慎庫、相田卓三、野崎 京子
    • 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] Synthesis of nitrogen-containing curved polycyclic aromatic hydrocarbons via 1,3-dipolar cycloaddition to corannulene2018

    • 著者名/発表者名
      時丸祐輝、伊藤慎庫、野崎京子
    • 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] Synthesis, Structure, and Properties of Azapentabenzocorannulenes2017

    • 著者名/発表者名
      Shingo Ito、Taro Nagano、Yuki Tokimaru、Kyoko Nozaki
    • 学会等名
      17th International Symposium on Novel Aromatics (ISNA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of π-extention method of corannulene using 1,3-dipolar cycloaddition2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤慎庫、時丸祐輝、野崎京子
    • 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] 1,3-双極子付加環化反応を用いたコラニュレンのπ拡張法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤慎庫、時丸祐輝、野崎京子
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多環芳香族アゾメチンイリドの環化反応を鍵とする縮環アザコラニュレンの合成2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤慎庫、時丸祐輝、野崎 京子
    • 学会等名
      第109回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rhodium-Catalyzed Stitching Reaction Leading to Unsyammetriac Dibenzo[a,e]Pentalenes2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Keisuke, Ito Shingo, Shintani Ryo, Nozaki Kyoko
    • 学会等名
      20th International Symposium on Homogeneous Catalysis (ISHCXX)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた縫合反応による非対称ジベンゾ[a,e]ペンタレン誘導体の合成と物性評価2016

    • 著者名/発表者名
      高橋京佑、伊藤慎庫、新谷亮、野崎京子
    • 学会等名
      第27回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた縫合反応による非対称ジベンゾ[a,e]ペンタレン誘導体の合成2016

    • 著者名/発表者名
      高橋京佑、伊藤慎庫、新谷亮、野崎京子
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-06-14  

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