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アリール化かご型シルセスキオキサンの高効率合成法開発と電子物性解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K14530
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

井本 裕顕  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 助教 (40744264)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード有機無機複合材料 / 構造有機化学 / 有機元素化学 / 高分子合成 / 有機工業化学 / 無機工業化学
研究成果の概要

かご型シルセスキオキサン(POSS)は、修飾された共役系分子と相互作用すると考えられている。しかし、これまでアリール化POSSを合成するには、不安定なシランカップリング剤を必要としたため研究例が少なく、その電子物性は未解明な点が多い。本研究では、PdおよびRh触媒によってハロゲン化アリールからPOSSを直接アリール化する手法を開発し、その反応機構を明らかにした。合成したアリール化POSSの光学測定と理論化学計算を組み合わせることによって、POSSとπ共役系分子がどのように相互作用するのかを系統的に調査した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

三次元構造を持つ分子は、例えばフラーレンなど、特異な電子物性を示すことで産学を問わず幅広く研究が展開されてきた。かご型シルセスキオキサンは立方体構造というユニークな三次元構造体であり、極めて高い耐熱性・透明性を持った分子である。本研究では、これまで未解明であったかご型シルセスキオキサンの電子物性を明らかにする強力なツールを確立することに成功した。実践的な分子修飾法が確立されたことで、この分野にブレークスルーがもたらされ、新たな電子材料群の創出に貢献することにつながる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Arylation of Open-Cage Silsesquioxanes toward Thermally Stable and Highly Dispersible Nanofillers2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Wada, Hiroaki Imoto, Kensuke Naka
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 92 号: 5 ページ: 989-994

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190027

    • NAID

      130007649765

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-pot strategy for synthesis of open-cage silsesquioxane monomers2019

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Katoh, Hiroaki Imoto, Kensuke Naka
    • 雑誌名

      Polym. Chem.

      巻: 10 号: 18 ページ: 2223-2229

    • DOI

      10.1039/c9py00036d

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition-Metal-Catalyzed Direct Arylation of Caged Silsesquioxanes: Substrate Scope and Mechanistic Study2019

    • 著者名/発表者名
      Imoto Hiroaki、Wada Satoshi、Yumura Takashi、Naka Kensuke
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 印刷中 号: 16 ページ: 2202-2207

    • DOI

      10.1002/ejic.201900126

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Open-cage silsesquioxane necklace polymers having closed-cage silsesquioxane pendants2018

    • 著者名/発表者名
      Imoto Hiroaki、Katoh Ryoichi、Naka Kensuke
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 9 号: 30 ページ: 4108-4112

    • DOI

      10.1039/c8py00758f

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-association behavior of amphiphilic molecules based on incompletely condensed cage silsesquioxanes and poly(ethylene glycol)s2018

    • 著者名/発表者名
      Imoto Hiroaki、Katoh Ryoichi、Honda Tomoko、Yusa Shin-ichi、Naka Kensuke
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 50 号: 4 ページ: 337-345

    • DOI

      10.1038/s41428-017-0021-7

    • NAID

      40021510053

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of composite films with poly(methyl methacrylate) and incompletely condensed cage-silsesquioxane fillers2017

    • 著者名/発表者名
      Yuasa Sota、Sato Yuri、Imoto Hiroaki、Naka Kensuke
    • 雑誌名

      Journal of Applied Polymer Science

      巻: 135 号: 12 ページ: 46033-46033

    • DOI

      10.1002/app.46033

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カルバゾール含有不完全かご型シルセスキオキサン誘導体の合成と物性2019

    • 著者名/発表者名
      上田幸歩、佐藤友理、井本裕顕、中建介
    • 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] 不完全かご型シルセスキオキサンを用いた可溶性ネットワークポリマーの合成2019

    • 著者名/発表者名
      石田彩乃、橋本真理、井本裕顕、中建介
    • 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] 遷移金属触媒によるかご型シルセスキオキサンの直接的アリール化反応2018

    • 著者名/発表者名
      和田怜、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第67回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of hybrid polymers based on trifluoropropyl-substituted incompletely condensed caged-type silsesquioxane2018

    • 著者名/発表者名
      李麗娜、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第67回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 不完全かご型シルセスキオキサンをモノマーとするペンダント型高分子の合成2018

    • 著者名/発表者名
      加藤諒一、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第67回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二官能性不完全かご型シルセスキオキサンをモノマーとする高分子の合成2018

    • 著者名/発表者名
      加藤諒一、井本裕顕、中建介
    • 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
  • [学会発表] 直接的アリール化反応を用いたアリール置換オクタ シルセスキオキサン合成法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      和田怜、井本裕顕、中建介
    • 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
  • [学会発表] 主鎖・側鎖にかご型シルセスキオキサンを有するポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      加藤諒一、井本裕顕、中建介
    • 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
  • [学会発表] Synthesis of soluble hybrid polymers based on fluorinated incompletely condensed cage silsesquioxanes2018

    • 著者名/発表者名
      李麗娜、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      IPC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不完全かご型シルセスキオキサンフィラー含有ポリメタクリル酸メチルフィルムの作製と評価2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤友理、湯浅颯太、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二官能かご型シルセスキオキサンモノマーを用いたメタロ超分子ポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      橋本真理、藤井駿一、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二官能性ヘキサイソブチル置換 T8-モノマーのヒドロシリル化重合によるオリゴシロキサン共重合体の合成と物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      藤井駿一、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 様々な置換基を有する両親媒性不完全かご型シルセスキオキサン誘導体の合成2017

    • 著者名/発表者名
      加藤諒一、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いた水素置換ヘプタイソブチルオクタシルセスキオキサンへの直接アリール化2017

    • 著者名/発表者名
      和田怜、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 配向無秩序結晶への相転移を示す一官能性ヘプタイソブチルPOSS固溶体2017

    • 著者名/発表者名
      森本智、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二官能性フッ素含有かご型オクタシルセスキオキサンによる主鎖型ポリマーの合成と特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      李麗娜、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ビスアミノプロピルヘキサイソブチル置換かご型オクタシルセスキオキサンを用いたポリアゾメチンフィルムの作製2017

    • 著者名/発表者名
      藤井駿一、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 直接的アリール化によるアリール置換オクタシルセスキオキサン合成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      和田怜、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 不完全かご型シルセスキオキサン誘導体の置換基変化による物性制御2017

    • 著者名/発表者名
      湯浅颯太、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 完全ー不完全連結かご型シルセスキオキサン誘導体を基盤とした高分子の合成2017

    • 著者名/発表者名
      加藤諒一、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ロジウム触媒を用いたアリール置換ヘプタイソブチルオクタシルセスキオキサンの合成2017

    • 著者名/発表者名
      和田怜、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第63回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二官能性ヘキサイソブチル置換 T8-モノマーのヒドロシリル化重合によるオリゴシロキサン共重合体の合成と特性2017

    • 著者名/発表者名
      藤井駿一、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第63回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 様々な置換基を有する両親媒性不完全かご型シルセスキオキサン誘導体の合成と会合挙動2017

    • 著者名/発表者名
      加藤諒一、井本裕顕、中建介
    • 学会等名
      第63回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 第36回無機高分子研究討論会2017

    • 著者名/発表者名
      第36回無機高分子研究討論会
    • 学会等名
      第36回無機高分子研究討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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