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安定な縮合多環型有機ジラジカル分子の創製と機能探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K05089
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

加藤 真一郎  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (70586792)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードジラジカル / ラジカルカチオン / 酸化還元 / 複素芳香環 / 縮合多環化合物 / 共役炭化水素 / トリフェニルアミン / キノジメタン / 芳香族性 / 近赤外吸収 / 複素環
研究成果の概要

縮合共役骨格をもつ基底開殻一重項ジラジカロイドは,そのユニークなπ結合や,光学的,電気化学的,磁気的特性などの観点から興味が持たれる。本研究では,p-キノジメタン構造を内蔵するジラジカロイドとして,種々の芳香環が縮環したジシクロペンタナフタレン誘導体や,ジフルオレノフラン誘導体を設計し,その高効率的な合成経路を確立した。詳細な構造化学的および分光学的検討により,これらのジラジカル性とともに酸化種/還元種の電子状態を明らかにした。また,窒素原子を含むジラジカロイドの開発に向けて,炭素と硫黄で架橋したトリフェニルアミンを設計・合成し,そのラジカルカチオン塩を単離した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,明確なジラジカル性と高い安定性を併せ持つジラジカロイドを相次いで創出し,まずジラジカル性を精密制御する手法を確立した。次に,数百ミリグラムスケールで合成が可能な稀有なジラジカロイドを開発し,機能性物質への展開の糸口を見出した。さらに,大気下でも安定なトリアリールアミンラジカルカチオンの開発にも成功した。今後の継続的な物質開発研究により,開殻性に根ざした機能創出が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Oregon(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Malaga/Universidad de Valencia(スペイン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Monoradicals and Diradicals of Dibenzofluoreno[3,2-b]fluorene Isomers: Mechanisms of Electronic Delocalization2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Hideki、Barker Joshua E.、Cardenas Valdivia Abel、Kishi Ryohei、MacMillan Samantha N.、Gomez-Garcia Carlos J.、Miyauchi Hidenori、Nakamura Yosuke、Nakano Masayoshi、Kato Shin-ichiro、Haley Michael M.、Casado Juan
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 48 ページ: 20444-20455

    • DOI

      10.1021/jacs.0c09588

    • 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] Arylene-Hexaynylene and -Octaynylene Macrocycles: Extending the Polyyne Chains Drives Self-Association by Enhanced Dispersion Force2020

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Kato, Ryo Kumagai, Tsukasa Abe, Chisa HIguchi, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa, Nobutaka Takahashi, Koji Yamamoto, Md Zakir Hossain, Kazuhiro Hayashi, Takashi Hirose, Yosuke Nakamura
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 5 ページ: 576-579

    • DOI

      10.1039/d0cc07540j

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Structures, and Properties of Neutral and Radical Cationic S,C,C-Bridged Triphenylamine2020

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Kato, Takanori Matsuoka, Shuichi Suzuki, Motoko S. Asano, Toshitada Yoshihara, Seiji Tobita, Taisuke Matsumoto, Chitoshi Kitamura
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 22 号: 2 ページ: 734-738

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b04575

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical Transformations of Push-Pull Fluorenones: Push-Pull Dibenzodicyanofulvenes as well as Fluorenone- and Dibenzodicyanofulvene-Tetracyanobutadiene Conjugates2020

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Kato, Tomokazu Kijima, Yoshihito Shiota, Tsukasa Abe, Satoshi Kuwako, Hidenori Miyauchi, Naoki Yoshikawa, Kazunari Yoshizawa, Toshitada Yoshihara, Seiji Tobita, Yosuke Nakamura
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: - 号: 22 ページ: 4198-4209

    • DOI

      10.1039/c9ob02706h

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Open-Shell Singlet Diradicaloid Difluoreno[4,3-b:3′,4′-d]furan and Its Radical Cation and Dianion2020

    • 著者名/発表者名
      Sakura Mori, Motoko Akita, Shuichi Suzuki, Motoko S. Asano, Michihisa Murata, Tsuyoshi Akiyama , Taisuke Matsumoto, Chitoshi Kitamura, Shin-ichiro Kato
    • 雑誌名

      Chem.Comm.

      巻: - 号: 44 ページ: 5881-5884

    • DOI

      10.1039/d0cc01638a

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trithiazolyl-1,3,5-triazines bearing decyloxybenzene moieties: synthesis, photophysical and electrochemical properties, as well as self-assembly behavior2018

    • 著者名/発表者名
      S.-i. Kato, S. Jin, T. Kimura, N. Yoshikawa, D. Nara, K. Imamura, Y. Shiota, K. Yoshizawa, R. Katoono, T. Yamanobe, H. Uehara, Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 16 号: 19 ページ: 3584-3595

    • DOI

      10.1039/c8ob00471d

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2,4,5,7,9,10-Hexaethynylpyrenes: Synthesis, Properties, and Self-Assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro. Kato, Haruka Kano, Ken-ichi Irisawa, Naoki Yoshikawa, Ryuichiro Yamamoto, Chitoshi Kitamura, Daiki Nara, Takeshi Yamanobe, Hiroki Uehara, Yosuke Nakamura
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 20 号: 23 ページ: 7530-7534

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b03290

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ジフルオレノヘテロール誘導体の合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      森桜,鈴木修一,浅野素子,村田理尚,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第101日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] エステルまたはエーテルを架橋部位に有するチエノピロール縮環チアジアゾール誘導体の合成と自己集合2021

    • 著者名/発表者名
      内藤由加子,森口亮,塩田淑仁,吉澤一成,比田井友紀,撹上将規,山延健,上原宏樹,松本泰昌,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第101日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 種々の芳香環が縮環したジシクロペンタ[b,g]ナフタレンおよび関連誘導体の合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      林英輝,宮内秀徳,松本泰昌,中村洋介,浅野素子,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第100日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ジフルオレノ[4,3-b:3′,4′-d]フランおよび関連誘導体の合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      森桜,松本泰昌,浅野素子,秋田素子,秋山毅,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第100日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 柔軟な側鎖を有する置換基を導入したチエノピロール縮環チアジアゾール誘導体の合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      内藤由加子,森口亮,比田井友紀,西條早紀,撹上将規,山延健,上原宏樹,松本泰昌,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第100日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々のアルコキシベンゼン部位を有するトリチアゾリルトリアジンおよび関連誘導体の合成および自己集合2020

    • 著者名/発表者名
      林和宏,金子献吾,松本泰昌,中村洋介,比田井友紀,西條早紀,撹上将規,山延健,上原宏樹,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第100日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面性 N-フェニルフェノチアジン誘導体およびそのラジカルカチオン塩の合成,構造および物性2019

    • 著者名/発表者名
      加藤真一郎,松岡孝典,浅野素子,鈴木修一,北村千寿
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々の芳香環が縮環したジシクロペンタ[b,g]ナフタレン誘導体とそのラジカルカチオン塩の合成、構造および物性2019

    • 著者名/発表者名
      林英輝,宮内秀徳,松本泰昌,中村洋介,浅野素子,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々のアルコキシベンゼン部位を有するトリチアゾリルトリアジン誘導体の合成と自己集合2019

    • 著者名/発表者名
      林和宏,金子献吾,松本泰昌,中村洋介,比田井友紀,西條早紀,撹上将規,山延健,上原宏樹,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ジフルオレノ[4,3-b:3′,4′-d]フラン誘導体およびそのラジカルカチオン塩の合成と物性2019

    • 著者名/発表者名
      森桜,松本泰昌,浅野素子,秋田素子,秋山毅,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Bridged N-Phenylphenothiazine: Synthesis, Structures, and Properties of its Neutral and Radical Cationic States2019

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Kato, Takanori Matsuoka, Shuichi Suzuki, Motoko S. Asano, Chitoshi Kitamura
    • 学会等名
      18th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジフルオレノ[4,3-b:3′,4′-d]フラン誘導体の合成と物性2019

    • 著者名/発表者名
      森桜,松本泰昌,浅野素子,秋田素子,秋山毅,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第13回有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々の芳香環が縮環したジシクロペンタ[b,g]ナフタレン誘導体とそのラジカルカチオン塩の合成、構造および物性2019

    • 著者名/発表者名
      林英輝,宮内秀徳,松本泰昌,中村洋介,浅野素子,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第13回有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々のアルコキシベンゼン部位を有するトリチアゾリルトリアジン誘導体の合成と自己集合2019

    • 著者名/発表者名
      林和宏,金子献吾,松本泰昌,中村洋介,比田井友紀,西條早紀,撹上将規,山延健,上原宏樹,北村千寿,加藤真一郎
    • 学会等名
      第13回有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アルコキシベンゼン部位を有するトリチアゾリルトリアジン誘導体の合成、物性および自己集合2019

    • 著者名/発表者名
      林和宏・金子献吾・中村洋介・松本泰昌・奈良大樹・山延健・上原宏樹・北村千寿・加藤真一郎
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々の芳香環が縮環したジシクロペンタ[b,g]ナフタレン誘導体の合成と物性2019

    • 著者名/発表者名
      林英輝・宮内秀徳・松本泰昌・中村洋介・北村千寿・加藤真一郎
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸素原子を含む縮合多環キノイド化合物の合成と物性2019

    • 著者名/発表者名
      森桜・松本泰昌・北村千寿・加藤真一郎
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2,4,5,7,9,10-ヘキサエチニルピレン誘導体の合成,物性,および自己集合2018

    • 著者名/発表者名
      加藤真一郎・加納春華・入澤健一・奈良大樹・山延健・上原宏樹・北村千寿・中村洋介
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アルコキシベンゼン部位を有するトリチアゾリルトリアジン誘導体の合成、物性および自己集合2018

    • 著者名/発表者名
      林和宏・金子献吾・中村洋介・奈良大樹・山延健・上原宏樹・北村千寿・加藤真一郎
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々の芳香環が縮環したジシクロペンタ[b,g]ナフタレン誘導体の合成と物性2018

    • 著者名/発表者名
      林英輝・宮内秀徳・中村洋介・北村千寿・加藤真一郎
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アルコキシベンゼン部位を有するトリチアゾリルトリアジン誘導体の合成、物性および自己集合2018

    • 著者名/発表者名
      林和宏・金子献吾・中村洋介・奈良大樹・山延健・上原宏樹・北村千寿・加藤真一郎
    • 学会等名
      第12回有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々の芳香環が縮環したジシクロペンタ[b,g]ナフタレン誘導体の合成と物性2018

    • 著者名/発表者名
      林英輝・宮内秀徳・中村洋介・北村千寿・加藤真一郎
    • 学会等名
      第12回有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://shin-ichiro.weebly.com/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://db.spins.usp.ac.jp/html/200000362_ja.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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