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シクロパラフェニレンの炭素-炭素結合開裂を鍵とした環状π共役高分子の合成

研究課題

研究課題/領域番号 18H01962
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

茅原 栄一  京都大学, 化学研究所, 助教 (10610553)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード金属錯体 / 曲面環状π共役分子 / 環状π共役高分子 / シクロパラフェニレン / 白金 / 炭素-炭素結合活性化 / トポロジー / メビウス / 曲面状π共役分子 / 環状π共役分子 / メビウストポロジー / ねじれ / アルケン / 環状π共役オリゴマー / 炭素ー炭素結合開裂 / 遷移金属錯体 / アルキン / 炭素ー炭素結合活性化 / 結合活性化
研究成果の概要

本研究では、新しい骨格やトポロジーを持つ環状曲面π共役系分子や高分子を創製するための方法を開発した。すなわち、入手容易になった環状π共役分子であるシクロパラフェニレン(CPP)の歪んだπ結合やσ結合に由来する反応性の解明に成功し、それを利用したCPP誘導体、さらには新しい環状π共役分子の合成に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、環状π共役分子の化学の進展は著しく、その原動力となっている有機合成化学が、本分野の今後の発展の要であることは明白である。本研究は、入手容易なCPPに対する独自の反応設計・反応開発を始点に、有機金属化学、高分子化学といった複合的な観点から環状π共役分子の新しい合成法に成功した。環状π共役分子の合成研究に新しい潮流をつくるにとどまらず、特徴的なトポロジーとπ電子系に由来する物性や機能の発現、新しい有機材料への応用など、新たな融合領域の開拓が期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] 1,3-Diradicals Embedded in Curved Paraphenylene Units: Singlet versus Triplet State and In-Plane Aromaticity2021

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa, Y.; Wang, Z.; Matsumoto, M.; Hatano, S.; Antol, I.; Kayahara, E.; Yamago, S.; Abe, M.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 143 号: 19 ページ: 7426-7439

    • DOI

      10.1021/jacs.1c01329

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of a Cyclohexa-2,7-Anthrylene Ethynylene Derivative2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuki, H.; Okubo, K.; Takaki, Y.; Niihori, Y.; Mitsui, M.; Kayahara, E.; Yamago, S.; Kobayashi, K.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 60 号: 2 ページ: 998-1003

    • DOI

      10.1002/anie.202012120

    • NAID

      120006901656

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Twisted [N]Cycloparaphenylenes by Alkene Insertion2021

    • 著者名/発表者名
      Terabayashi Tomoaki、Kayahara Eiichi、Mizuhata Yoshiyuki、Tokitoh Norihiro、Nishinaga Toru、Kato Tatsuhisa、Yamago Shigeru
    • 雑誌名

      ChemRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.26434/chemrxiv.14547384

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective and Gram-Scale Synthesis of [8]Cycloparaphenylene2020

    • 著者名/発表者名
      Kawanishi Tatsuya、Ishida Kosuke、Kayahara Eiichi、Yamago Shigeru
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 85 号: 4 ページ: 2082-2091

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b02844

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses of Tetrasubstituted [10]Cycloparaphenylenes by a Pd-catalyzed Coupling Reaction. Remarkable Effect of Strain on the Oxidative Addition and Reductive Elimination2020

    • 著者名/発表者名
      Kayahara, E.; Nakano, M.; Sun, L.; Ishida, K.; Yamago, S.
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 15 号: 16 ページ: 2451-2455

    • DOI

      10.1002/asia.202000711

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast Exciton Self‐Trapping and Delocalization in Cycloparaphenylenes: The Role of Excited‐State Symmetry in Electron‐Vibrational Coupling2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Juno、Kishi Ryohei、Kayahara Eiichi、Kim Woojae、Yamago Shigeru、Nakano Masayoshi、Kim Dongho
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 号: 39 ページ: 16989-16996

    • DOI

      10.1002/anie.202006066

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and Reactions of Carbon Nanohoop2019

    • 著者名/発表者名
      Yamago Shigeru、Kayahara Eiichi
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 77 号: 11 ページ: 1147-1158

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.77.1147

    • NAID

      130007742541

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2019-11-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-Dependent Relaxation Processes of Photoexcited [n]Cycloparaphenylenes (n = 5-12): Significant Contribution of Internal Conversion in Smaller Rings2019

    • 著者名/発表者名
      Fujitsuka Mamoru、Lu Chao、Zhuang Bo、Kayahara Eiichi、Yamago Shigeru、Majima Tetsuro
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 123 号: 22 ページ: 4737-4742

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.9b03334

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain-Induced Double Carbon-Carbon Bond Activations of Cycloparaphenylenes (CPPs) by a Platinum Complex and Its Application for the Synthesis of Cyclic Diketones2018

    • 著者名/発表者名
      Kayahara, E.; Hayashi, T.; Takeuchi, K.; Ozawa, F.; Ashida, K.; Ogoshi, S.; Yamago, S
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed

      巻: 57 号: 35 ページ: 11418-11421

    • DOI

      10.1002/anie.201806591

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-step Synthesis of Large Cycloparaphenylenes2018

    • 著者名/発表者名
      Kayahara, E.; Cheng, Y.; Yamago, S
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 47 号: 9 ページ: 1108-1111

    • DOI

      10.1246/cl.180486

    • NAID

      130007472096

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Physical Properties of Polyfluorinated Cycloparaphenylenes2018

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, S.; Kayahara, E.; Mizuhata, Y.; Tokitoh, N.; Takeuchi, K.; Ozawa, F.; Yamago, S.
    • 雑誌名

      Org. Lett

      巻: 20 号: 18 ページ: 5973-5976

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b02715

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-Infrared Fluorescence from In-Plane-Aromatic Cycloparaphenylene Dications2018

    • 著者名/発表者名
      Masumoto, Y.; Toriumi, N.; Muranaka, A.; Kayahara, E.; Yamago, S.; Uchiyama, M.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 122 号: 23 ページ: 5162-5167

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.8b03105

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 環状白金錯体を用いたデヒドロ[2.2]シクロファン誘導体の合成2022

    • 著者名/発表者名
      張逸辰、茅原栄一、山子茂
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環状白金錯体を用いた環状パラフェニレンジケトンの直接合成2022

    • 著者名/発表者名
      森隆博、茅原栄一、加藤立久、山子茂
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ねじれ構造を持つアルケン挿入環状パラフェニレンの合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一、寺林智昭、山子茂
    • 学会等名
      第31回 基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環状白金錯体を用いたテトラヒドロ[2,2]パラシクロファンの合成2021

    • 著者名/発表者名
      張逸辰、寺林智昭、茅原栄一、山子茂
    • 学会等名
      第67回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環状パラフェニレンジケトンの還元と生成物の同定2021

    • 著者名/発表者名
      森隆博、茅原栄一、加藤立久、山子茂
    • 学会等名
      第31回 基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカルπ共役分子の合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一
    • 学会等名
      第40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
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジーに基づく曲面π共役分子の合成2020

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一
    • 学会等名
      2020KIPS若手高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Cycloparaphenylene Radical Cation and Dication2019

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Kayahara
    • 学会等名
      2019 Gordon Research Conference on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aromaticity in Cycloparaphenylene Dicaions2019

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Kayahara
    • 学会等名
      First International Conference on Excited State Aromaticity and Antiaromaticity
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strain-induced Double Carbon-carbon Bond Activations of Cycloparaphenyelens by a Platnum Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Kayahara, Toshiki Hayashi, Shigeru Yamago
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-18)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ねじれた構造を持つシクロパラフェニレン誘導体およびその酸化種の合成と同定2019

    • 著者名/発表者名
      小野塚洸太, 橋本士雄磨, 茅原栄一, 加藤立久, 山子茂
    • 学会等名
      第36回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of a Doubly Annulated Cycloparaphenylene and Its Dication2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Liansheng, Eiichi Kayahara, Shigeru Yamago
    • 学会等名
      The 1st Kyoto University - UNIST Joint Symposium on Chemistry and Materials Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 環状ヘキサ-2,7-(4,5-ジアリール)アントリレンエチニレンの合成と性質2019

    • 著者名/発表者名
      松木洋憲, 茅原栄一, 山子茂, 小林健二
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ねじれた構造を持つシクロパラフェニレン誘導体およびその酸化種の合成と同定2019

    • 著者名/発表者名
      小野塚洸太, 橋本士雄磨, 茅原栄一, 加藤立久, 山子茂
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メビウストポロジーを持つ環状パラフェニレン誘導体ジカチオンの合成とその面内芳香族性2019

    • 著者名/発表者名
      寺林 智昭, 茅原 栄一, 加藤 立久, 山子 茂
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 8の字構造を有するシクロパラフェニレンの酸化種の電子状態2019

    • 著者名/発表者名
      小野塚洸太, 茅原栄一, 加藤立久, 山子茂
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of a Doubly Annulated Cycloparaphenylene and Its Oxidized Species2019

    • 著者名/発表者名
      孫連盛, 茅原栄一, 加藤立久, 山子茂
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属錯体による炭素-炭素結合活性化を介したシクロパラフェニレンの環拡大反応2019

    • 著者名/発表者名
      松尾俊太郎、茅原栄一、山子茂
    • 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] 白金錯体によるシクロパラフェニレンの炭素-炭素結合活性化反応とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一、林俊輝、山子茂
    • 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] 白金錯体によるシクロパラフェニレンの炭素-炭素結合活性化反応2018

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一、林俊輝、山子茂
    • 学会等名
      第65回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient Synthesis of Cyclic Curved π-Conjugated Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一
    • 学会等名
      Invited Lecture at University of Munster
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly Efficient Synthesis of Cyclic Curved π-Conjugated Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一
    • 学会等名
      Invited Lecture at Justus-Liebig University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly Efficient Synthesis of Cyclic Curved π-Conjugated Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一
    • 学会等名
      Invited Lecture at Heidelberg University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly Efficient Synthesis of Cyclic Curved π-Conjugated Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一
    • 学会等名
      Invited Lecture at Freie University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シクロパラフェニレンの反応性を利用した新しい環状曲面π共役分子の合成法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      茅原栄一、山子茂
    • 学会等名
      第118回化学研究所研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シクロパラフェニレンと 1,2,4-トリアゾリン-3,5-ジオンの環化付加反応2018

    • 著者名/発表者名
      山本晃嗣、茅原栄一、山子茂
    • 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] Host-guest interaction of redox-responsive [10]cycloparaphenylene derivatives having hydro- and benzoquinone units with fullerenes2018

    • 著者名/発表者名
      孫連盛、茅原栄一、山子茂
    • 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] 遷移金属錯体を用いたテトラヒドロキシシクロパラフェニレンの変換反応2018

    • 著者名/発表者名
      中野雅也、茅原栄一、山子茂
    • 学会等名
      第65回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-12-25  

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