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らせん状グラフェンナノリボン分子群の合成

研究課題

研究課題/領域番号 16K05681
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
研究機関東京大学

研究代表者

松野 太輔  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80749143)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードナノカーボン分子 / らせん構造 / 超分子 / 筒状分子 / カーボンナノチューブ / グラフェンナノリボン / ナノカーボン / 自己集合 / 原子欠損構造
研究成果の概要

本研究は「らせん状グラフェンナノリボン分子群の合成」という題目で研究を遂行した.本研究では,平らな板を両端からねじったような「twisted ribbon」と表現される構造をもつキラルにねじれた構造モチーフに着目し,このような構造をもつ芳香族分子の合成・構造・物性解明を目指したものである.本研究では,実際にらせん構造をもつ分子を合成し,詳細なNMRスペクトルの解析により,ねじれた板状分子の溶液中での振る舞いを明らかにすることができた.また,関連する成果として,ねじれたパネルからなる筒状分子の合成や,固体内で内部の回転子が高速回転する「分子ベアリング」の開発と精密解析を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では「らせん状グラフェンナノリボン分子群の合成」という題目で研究を行った.本研究で主に目指したのは,通常は複雑な混合物である「ナノカーボン類(グラフェン,カーボンナノチューブなど炭素からなるナノ物質)」の構造的特徴を有するとともに一定の構造をもつ「有限ナノカーボン分子」の合成と構造・物性解明である.その中でも,特に「らせん状にねじれたグラフェンナノリボン」という新奇分子構造を登場させた点に本研究の学術的意義がある.新しい構造からは新しい機能が生まれると期待される.本研究で生み出された分子群は未来の機能性物質の基盤材料となりうると考えられ,われわれの社会にも関わりが深い成果である.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ratchet-free solid-state inertial rotation of a guest ball in a tight tubular host2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno Taisuke、Nakai Yusuke、Sato Sota、Maniwa Yutaka、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1907-1907

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04325-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Concyclic CH-π arrays for single-axis rotations of a bowl in a tube2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Fujita, M.; Fukunaga, K.; Sato S.; Isobe, H.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 9 号: 1 ページ: 3779-3779

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06270-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unbiased rotational motions of an ellipsoidal guest in a tight yet pliable host2018

    • 著者名/発表者名
      Sun, Z.; Mio, T; Okada, T.; Matsuno, T.; Sato, S.; Kono, H.; Isobe, H.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 58 号: 7 ページ: 2040-2044

    • DOI

      10.1002/anie.201812771

    • 関連する報告書
      2018 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] Enhanced yet inverted effects of π-extension in self-assembly of curved π-systems with helicity2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Kogashi, K.; Sato, S.; Isobe, H.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 19 号: 23 ページ: 6456-6459

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b03534

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assembly, thermodynamics and structures of a two-wheeled composite of a dumbbell-shaped molecule and cylindrical molecules with different edges2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Kamata, S.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Sarkar, P.; Isobe, H.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 号: 47 ページ: 15020-15024

    • DOI

      10.1002/anie.201709442

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Sorting of Two Hydrocarbon Receptors with One Carbonaceous Ligand2016

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuno, S. Sato, A. Yokoyama, S. Kamata, and H. Isobe
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 49 ページ: 15339-15343

    • DOI

      10.1002/anie.201609444

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 湾曲芳香族パネルを用いた直径縮小らせん型カーボンナノチューブ分子2019

    • 著者名/発表者名
      古樫加奈子,松野太輔,佐藤宗太,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Construction and solid-state dynamics of supramolecular hydrocarbon bearings2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Nakai, Y.; Maniwa, Y.; Sato, S.; Fujita, M.; Fukunaga, K.; Isobe, H.
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CH-π水素結合によるbowl-in-tube型超分子錯体の構築2019

    • 著者名/発表者名
      福永健悟,藤田昌暉,松野太輔,佐藤宗太,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟なシクロアリーレンホストと楕円体型ゲストからなる超分子錯体の構造と挙動2019

    • 著者名/発表者名
      美尾樹,孫哲,岡田朝彦,松野太輔,佐藤宗太,河野裕彦,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 炭化水素超分子ベアリングの構築と固体内回転2019

    • 著者名/発表者名
      松野太輔
    • 学会等名
      微細構造解析プラットフォーム2018年度地域セミナー固体NMRを用いた材料の分析V
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Assembly, Thermodynamics and Structures of a Two-wheeled Composite2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Kamata, S.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Sarkar, P.; Isobe, H.
    • 学会等名
      The Third International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules & Materials (CURO-π3)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] らせん性を持つ湾曲π共役分子の自己集合におけるπ拡張の効果2018

    • 著者名/発表者名
      古樫加奈子, 松野太輔, 佐藤宗太, 磯部寛之
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 強固な筒状ホスト内での球状回転子の歯止めのない固体内慣性回転2018

    • 著者名/発表者名
      松野太輔,中井祐介,佐藤宗太,真庭豊,磯部寛之
    • 学会等名
      第55回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ratchet-free solid-state inertial rotation of a guest ball in a tight tubular host2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno,T.; Nakai, Y.; Sato, S.; Maniwa, Y.; Isobe, H.
    • 学会等名
      第18回蓼科会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 筒状炭化水素を軸受とする分子ベアリングの構築と固体内回転2018

    • 著者名/発表者名
      松野太輔
    • 学会等名
      第16回JAIANミーティング
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 末端構造の異なる筒状分子とダンベル状分子からなる二輪型複合体の形成・熱力学・構造2018

    • 著者名/発表者名
      松野太輔,鎌田翔,佐藤宗太,横山温和,Parantap Sarkar,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Assembly, thermodynamics and structures of a two-wheeled composite of a dumbbell-shaped molecule and cylindrical molecules with different edges2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Kamata, S.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Sarkar, P.; Isobe, H.
    • 学会等名
      17th Tateshina conference on organic chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral Self-Sorting of Tubular Hydrocarbon Receptors Solely by van der Waals Forces2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Kamata, S.; Sato, S.; Isobe, H.
    • 学会等名
      Chirality 2017 ISCD-29
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Sorting of Two Hydrocarbon Receptors and One Carbonaceous Ligand2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Kamata, S.; Isobe, H.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Artificial Molecular Switches & Motors Controlling Movement on the Molecular Scale
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Sorting of Two Hydrocarbon Receptors and One Carbonaceous Ligand2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Kamata, S.; Isobe, H.
    • 学会等名
      25 th Zasshi-kai Exchange Seminar for Top Young Scientists for International Network in Chemistry (ZESTY)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ファンデルワールス力による筒状炭化水素分子のキラル選別2017

    • 著者名/発表者名
      松野太輔,鎌田翔,佐藤宗太,磯部寛之
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-sorting of two hydrocarbon receptors with one carbonaceous ligand2017

    • 著者名/発表者名
      松野太輔,佐藤宗太,横山温和,鎌田翔,磯部寛之
    • 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(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 芳香族炭化水素レセプターと炭素性リガンドからなる三元会合体の構築2016

    • 著者名/発表者名
      松野太輔,佐藤宗太,横山温和,磯部寛之
    • 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(広島県広島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Ternary complexes composed of hydrocarbon receptors and carbonaceous ligand2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Isobe, H.
    • 学会等名
      International Symposium on the Synthesis and Application of Curved π-Molecules and Materials II (CURO-π II)
    • 発表場所
      Eugene (USA)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-sorting of two hydrocarbon receptors with one carbonaceous ligand2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Kamata, S.; Isobe, H.
    • 学会等名
      16th Tateshina conference on organic chemistry
    • 発表場所
      蓼科フォーラム(長野県茅野市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Comprehensive Supramolecular Chemistry II Vol. 32017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Sato, S.; Isobe, H.
    • 総ページ数
      487
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128031995
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 物理有機化学研究室

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/physorg/Main/Top.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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