巨大環拡張ポルフィリンの新規物性開拓

• 研究課題/領域番号: 16J07873
• 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: 有機化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 征矢 恭典 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 環拡張ポルフィリン / 環状π共役系 / 芳香族性 / アヌレノアヌレン / トポロジー / ヒュッケル芳香族性 / メビウス芳香族性 / デカフィリン / ドデカフィリン / 金属錯体

研究実績の概要

本研究では、環構造を拡張したポルフィリン類縁体である環拡張ポルフィリンについて、環構造のさらなる拡大に着目することで芳香族性を中心とした新規物性の開拓に取り組み、前年度までに環状π共役系のトポロジーの観点から特徴的なアヌレノアヌレン分子の創出や４回ねじれヒュッケル芳香族化合物の初の合成を達成した。これらの成果については論文として発表するとともに、国際学会においても発表し、ポスター賞を受賞するなど高い評価を得た。以上のように当初の研究計画を概ね達成したことから、最終年度となる本年度は、巨大環拡張ポルフィリンの化学のさらなる展開の足がかりとして、巨大環拡張ポルフィリンの新規環サイズ選択的合成法の開発に取り組んだ。具体的にはメゾ位に反応性の置換基を有するペンタフィリンを合成し、オリゴピロール類との酸縮合に続く酸化を経る逐次的な環構造の形成によって、これまでに比較的合成が困難であったノナフィリン（ピロール９個）の選択的な合成に成功した。得られた化合物は分子内架橋型構造を有しており、その構造、各種物性、並びに酸化還元挙動について精査した。加えて開発した本手法を応用することで、未だかつて単離されたことのなかったウンデカフィリン（ピロール１１個）を高い収率で得ることにも成功した。
この他に、前年度までに開発したピロール窒素上の位置選択的な修飾を用いて、巨大環拡張ポルフィリンの構造制御についての検討を行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Internally Bridged Huckel Aromatic [46]Decaphyrins: (Doubly‐Twisted‐Annuleno)Doubly‐Twisted‐Annulene Variants (2019)
  • 著者名/発表者名: Soya Takanori、Osuka Atsuhiro
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 25 号: 20 ページ: 5173-5176
  • DOI: 10.1002/chem.201900819
  • 査読あり
• [雑誌論文] π-Ruthenium Complexes of Hexaphyrins(1.1.1.1.1.1): A Triple Decker Complex Bearing Two Ruthenoarene Units (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakai Akito、Ishida Shin-ichiro、Soya Takanori、Osuka Atsuhiro
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 印刷中 号: 24 ページ: 8197-8200
  • DOI: 10.1002/anie.201903212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near-Infrared S2 Fluorescence from Deprotonated Mobius Aromatic [32]Heptaphyrin (2018)
  • 著者名/発表者名: Kim Jun Oh、Hong Yongseok、Kim Taeyeon、Cha Won-Young、Yoneda Tomoki、Soya Takanori、Osuka Atsuhiro、Kim Dongho
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry Letters 巻: 9 号: 16 ページ: 4527-4531
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b01829
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] “A Stable Antiaromatic 5,20-Dibenzoyl [28]Hexaphyrin(1.1.1.1.1.1): Core AuIII-Metalation and Subsequent Peripheral BIII-Metalation” (2018)
  • 著者名/発表者名: S.-i. Ishida, T. Soya, and A. Osuka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 130 号: 41 ページ: 13828-13831
  • DOI: 10.1002/anie.201808513
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] “Quadruply Twisted Huckel Aromatic Dodecaphyrin” (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Soya, H. Mori, and A. Osuka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 57 号: 48 ページ: 15882-15886
  • DOI: 10.1002/anie.201811433
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Internally 2,5-Thienylene-Bridged [46]Decaphyrin: (Annuleno)annulene Network Consisting of Moebius Aromatic Thia[28]hexaphyrins and Strong Hueckel Aromaticity of its Protonated Form (2017)
  • 著者名/発表者名: Takanori Soya, Hirotaka Mori, Yongseok Hong, Yun Hee Lee, Dongho Kim Atsuhiro Osuka
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 56 号: 12 ページ: 3232-3236
  • DOI: 10.1002/anie.201700607
  • 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] “[62]Tetradecaphyrin and Its Mono- and Bis-ZnII Complexes” (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yoneda, T. Soya, S. Neya, and A. Osuka
  • 雑誌名: Chem. Eur. J., 巻: 22 号: 41 ページ: 14518-14522
  • DOI: 10.1002/chem.201603121
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Synthesis and Properties of Quadruply Twisted Huckel Aromatic Molecules (2018)
  • 著者名/発表者名: Soya Takanori、Osuka Atsuhiro
  • 学会等名: The Third International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules & Materials (CURO-π3)
  • 国際学会
• [学会発表] 分子内架橋型環拡張ポルフィリンに基づくメビウス芳香族性を示すアヌレノアヌレンの合成と物性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 征矢恭典、森裕貴、大須賀篤弘
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] ４回ねじれπ共役系を有するヒュッケル芳香族化合物の合成と性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 征矢恭典、大須賀篤弘
  • 学会等名: 第１７回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
• [学会発表] 回ねじれπ共役系を有するHuckel芳香族化合物の合成と性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 征矢恭典、大須賀篤弘
  • 学会等名: 日本化学会第９８春季年会
• [学会発表] 環拡張ポルフィリンを用いたメビウストポロジーを有するアヌレノアヌレンの創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 征矢恭典、森裕貴、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（広島）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] Syntheses and Characterizations of Internally Bridged Expanded Porphyrins (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanori Soya, Hirotaka Mori, Osuka Atsuhiro
  • 学会等名: 9th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP9)
  • 発表場所: 南京（中国）
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Rectangular Antiaromatic [28]Hexaphyrin Using Rationally Installed Peripheral Straps (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Yoneda, Taeyeon Kim, Takanori Soya, Saburo Neya, Juwon Oh, Dongho Kim, Atsuhiro Osuka
  • 学会等名: 9th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP9)
  • 発表場所: 南京（中国）
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] 分子内に架橋部位を有する環拡張ポルフィリンの合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 征矢恭典、森裕貴、大須賀篤弘
  • 学会等名: 第11回有機元素化学セミナー
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2016-06-03
• [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/
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/shuyu/index.html