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多核π共役錯体の高効率合成に基づくエネルギー変換材料の探求

研究課題

研究課題/領域番号 16K13626
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ材料化学
研究機関大阪工業大学 (2017-2018)
京都大学 (2016)

研究代表者

村田 理尚  大阪工業大学, 工学部, 准教授 (30447932)

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
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードエネルギー変換材料 / 環境発電 / 構造有機化学 / 金属錯体 / 有機π電子系 / 配位高分子 / 有機熱電変換材料 / 導電性高分子 / エナジーハーベスト / 微粒子 / 導電性材料 / 有機金属錯体 / 有機熱電変換 / 多核金属錯体
研究成果の概要

π共役金属ジチオレン錯体は固体状態で高い導電性を示す魅力的な物質群であり,ジチオレン錯体型の配位高分子が優れた熱電変換特性を示すことも明らかにされている。本研究では,構造の明確な多核錯体の高効率合成法の開発を目的として,空気中で高い安定性をもつ金錯体に着目し,ベンゼン-1,2-ジチオラート配位子をもつジクロロ金錯体を鍵中間体として用いる多核金錯体の新たな合成ルートを確立した。さらに,今回開発した合成法に基づいて,一次元π共役ニッケル錯体の合成についても検討した。独自のワンポット合成法により得られた黒色固体について,製膜法を開発し,得られた薄膜が熱電変換特性を示すことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、π共役ジクロロ金錯体を末端ユニットとして用いる手法により,従来な合成困難な一次元ロッド型および二次元スターバースト型の二核および三核金ジチオレン錯体をアニオン性錯体として効率的かつ簡便な単離操作で得られることを示した。さらに,シアノエチル基で保護されたモノマー前駆体を用いる簡便な錯体の合成法を検討し,一次元π共役ニッケル錯体の溶液プロセスにより作製した薄膜が熱電特性を示すことを明らかにした。一次元π共役ニッケル錯体は、金属を介して拡張されたπ軌道に基づき、固体中での分子間π-π相互作用の増大が考えられ、フレキシブル熱電変換素子のための半導体材料の開発につながる知見が得られた。

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

    (35件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 2件、 査読あり 16件、 謝辞記載あり 12件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Near- and Mid-IR Gas-Phase Absorption Spectra of H2@C60+-He2018

    • 著者名/発表者名
      Strelnikov Dmitry V.、 Jasik Juraj、Gerlich Dieter、Murata Michihisa、Murata Yasujiro、Komatsu Koichi、Roithova Jana
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 122 号: 41 ページ: 8162-8166

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.8b06222

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unsymmetric Twofold Scholl Cyclization of a 5,11-Dinaphthyltetracene: Selective Formation of Pentagonal and Hexagonal Rings via Dicationic Intermediates2017

    • 著者名/発表者名
      Chaolumen, Michihisa Murata, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed.

      巻: 印刷中 号: 18 ページ: 5082-5086

    • DOI

      10.1002/anie.201701054

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cycloaddition of Benzyne to Naphthalene-fused Tetracene with a Twisted π-Surface2017

    • 著者名/発表者名
      Chaolumen, Michihisa Murata, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 46 号: 4 ページ: 591-593

    • DOI

      10.1246/cl.161170

    • NAID

      130005549094

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dithieno-Fused Polycyclic Aromatic Hydrocarbon with a Pyracylene Moiety: Strong Antiaromatic Contribution to the Electronic Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Chaolumen, Michihisa Murata, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 19 号: 4 ページ: 826-829

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b03819

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Structure of an Open-cage Fullerene Derivative with a C69O Framework2017

    • 著者名/発表者名
      Zhang, R.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 46 号: 4 ページ: 543-546

    • DOI

      10.1246/cl.161178

    • NAID

      130005549097

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Stable, Soluble, and Crystalline Supramolecular System with a Triplet Ground State2017

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Futagoishi, Tomoko Aharen, Tatsuhisa Kato, Azusa Kato, Toshiyuki Ihara, Tomofumi Tada, Michihisa Murata, Atsushi Wakamiya, Hiroshi Kageyama, Yoshihiko Kanemitsu, and Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: in press 号: 15 ページ: 4261-4265

    • DOI

      10.1002/anie.201701212

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Encapsulation and Dynamic Behavior of Methanol and For-maldehyde inside Open-cage C60 Derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Futagoishi, T.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 号: 10 ページ: 2758-2762

    • DOI

      10.1002/anie.201611903

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unprecedented Photochemical Rearrangement of an Open-cage C60 Derivative2017

    • 著者名/発表者名
      Futagoishi, T.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 10 ページ: 1712-1714

    • DOI

      10.1039/c6cc10103h

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 4,7-Bis[3-(dimesitylboryl)thien-2-yl]benzothiadiazole: Solvato-, Thermo-, and Mechanochromism Based on the Reversible Formation of an Intramolecular B-N Bond2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shimogawa, Osamu Yoshikawa, Yoshitaka Aramaki, Michihisa Murata, Atsushi Wakamiya, and Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 23 号: 15 ページ: 3784-3791

    • DOI

      10.1002/chem.201606041

    • 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
  • [雑誌論文] Structural Modification of Open-Cage Fullerene C60 Derivatives Having a Small Molecule inside Their Cavities2017

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Can. J. Chem.

      巻: 95 号: 3 ページ: 320-328

    • DOI

      10.1139/cjc-2016-0465

    • 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
  • [雑誌論文] Co(I)-Mediated Removal of Addends on the C60 Cage and Formation of Monovalent Cobalt Complex CpCo(CO)(η2-C60)2016

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 18 号: 24 ページ: 6348-6351

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b03238

    • 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
  • [雑誌論文] H2O Entrapped inside Fullerene Cages: Potential Probe for Evaluation of Bond Polarization2016

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 42 ページ: 13109-13113

    • DOI

      10.1002/anie.201607040

    • 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
  • [雑誌論文] Efficient Synthesis of One- and Two-Dimensional Multimetallic Gold-Bis(dithiolene) Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Murata, Shoji Kaji, Hidetaka Nishimura, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2016 号: 20 ページ: 3228-3232

    • DOI

      10.1002/ejic.201600595

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Near-infrared Emissive Donor–Acceptor-type Molecules Containing Thiazole-fused Benzothiadiazole as an Electron-acceptor Moiety2016

    • 著者名/発表者名
      Motoi Satou, Tomoya Nakamura, Yoshitaka Aramaki, Shuhei Okazaki, Michihisa Murata, Atsushi Wakamiya, and Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 45 号: 8 ページ: 892-894

    • DOI

      10.1246/cl.160519

    • NAID

      130005254634

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 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
  • [雑誌論文] Synthesis of a Distinct Water Dimer inside Fullerene C702016

    • 著者名/発表者名
      Zhang, R.; Murata, M.; Aharen, T.; Wakamiya, A.; Shimoaka, T.; Hasegawa, T.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Nat. Chem.

      巻: 8 号: 5 ページ: 435-441

    • DOI

      10.1038/nchem.2464

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Endohedral Aza[60]fullerenes: H2O@C59N and H2@C59N as Their Dimers and Monomers2016

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Michihisa, M.; Wakiamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 138 号: 12 ページ: 4096-4104

    • DOI

      10.1021/jacs.5b12795

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸化的脱水素型クロスカップリングによるチエノ縮環テトラセンの合成2019

    • 著者名/発表者名
      都合真弘,村岡 雅弘,村田 理尚
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニッケル配位高分子の汎用的合成法の開発と熱電変換特性2019

    • 著者名/発表者名
      上田和樹,當山奈菜,奥美華,村岡雅弘,村田 理尚
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] π共役テトラチオール誘導体の汎用的合成法の開発と配位高分子の創出2018

    • 著者名/発表者名
      當山奈菜,上田和樹,奥美華,村岡雅弘,村田理尚
    • 学会等名
      第38回有機合成若手セミナー「明日の有機合成を担う人のために」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 配位高分子の界面制御によるフレキシブル熱電材料の創製に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      上田和樹,當山奈菜,奥美華,村岡雅弘,村田理尚
    • 学会等名
      日本油化学会第57回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 親水性基を導入した配位高分子の合成と熱電変換特性2018

    • 著者名/発表者名
      當山奈菜,上田和樹,奥美華,村岡雅弘,村田理尚
    • 学会等名
      日本油化学会第57回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フレキシブル熱電デバイスのための配位高分子の創製2018

    • 著者名/発表者名
      村田理尚
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Straightforward Oxidative Cross-Coupling Route to Thieno-Fused Polycyclic Aromatic Hydrocarbons2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Togo, Hideharu Tanaka, Masahiro Muraoka, and Michihisa Murata
    • 学会等名
      13th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-13)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有機熱電材料に向けた取り組みと2D、3Dπ電子系の合理的合成2017

    • 著者名/発表者名
      村田理尚
    • 学会等名
      産研ナノテクセンター若手セミナー
    • 発表場所
      セミナーハウス クロス・ウェーブ梅田
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機熱電材料に向けた取り組みと2D、3Dπ電子系の合理的合成2017

    • 著者名/発表者名
      村田 理尚
    • 学会等名
      阪大産研ナノテクセンター若手セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 次元性の制御された機能性π共役物質の合成研究2017

    • 著者名/発表者名
      村田 理尚
    • 学会等名
      第52回有機反応若手の会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Efficient Syntheses and Properties of Two- and Three-Dimensional π-Conjugated Molecules and Metal Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      M. Murata
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 拡張π電子系の制御合成と熱電変換材料の創出2017

    • 著者名/発表者名
      村田 理尚
    • 学会等名
      第37回有機合成若手セミナー 明日の有機合成を担う人のために
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis, Characterization, and Thermoelectric Performance of π-Conjugated Polymers with Metal-Bis(dithiolene) Units2017

    • 著者名/発表者名
      Nana Toyama, Kazuki Ueda, Mika Oku, Masahiro Muraoka, and Michihisa Murata
    • 学会等名
      International Conference on Organic and Hybrid Thermoelectrics (ICOT2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベンゼンテトラチオール誘導体を用いた配位高分子の効率的合成と熱電変換特性2017

    • 著者名/発表者名
      上田和樹,村田理尚,當山奈菜,奥美華,村岡雅弘,阿部竜,小島広孝,中村雅一
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 一次元ならびに二次元多核金ジチオレン錯体の効率的合成と性質2016

    • 著者名/発表者名
      梶章二,村田理尚,若宮淳志,村田靖次郎
    • 学会等名
      第10回有機π電子系シンポジウム
    • 発表場所
      あうる京北
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 一次元ならびに二次元多核金ジチオレン錯体の効率的合成と性質2016

    • 著者名/発表者名
      梶章二,村田理尚,若宮淳志,村田靖次郎
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造の明確な一次元ならびに二次元多核金ジチオレン錯体の合成2016

    • 著者名/発表者名
      梶章二,村田理尚,若宮淳志,村田靖次郎
    • 学会等名
      第11回有機元素化学セミナー
    • 発表場所
      京都大学化学研究所
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 次元性の制御されたπ共役分子・金属錯体の合成と性質2016

    • 著者名/発表者名
      村田理尚
    • 学会等名
      統合物質創製化学研究推進機構 キックオフシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念物質科学研究館
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 2D, 3D π共役分子・金属錯体の合成と性質2016

    • 著者名/発表者名
      村田理尚
    • 学会等名
      第5回元素化学懇談会
    • 発表場所
      三重県奥伊勢フォレストピア
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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