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液晶性ナノ空間を用いた新反応場の創出

研究課題

研究課題/領域番号 19H00902
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

田中 健太郎  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (40281589)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)
2021年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2020年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2019年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
キーワード液晶 / 分子組織 / 大環状化合物 / 分子認識 / 自己組織化 / 金属錯体 / 超分子 / 大環状分子 / 自己集合 / カラムナ組織 / 配向組織化 / ナノ空間 / 反応場
研究開始時の研究の概要

本研究では、液晶の中に構築したナノ空間を利用した、今までに例を見ない反応場を構築する。我々は、カラムナー液晶性の大環状大環状化合物を作ることで、分子を内包できるナノ空間を液体の中に創り出すことに成功してきた。反応媒体として大環状カラムナー液晶のナノ空間を用いることは、液晶性ナノ空間に反応基質分子を集積・配向することを意味し、空間が規定する精密選択的合成への展開が期待できる。本研究では、この新しいナノ空間を最大限に活用し、様々な新しい反応と、それにより得られる機能物質構築を行う。

研究成果の概要

本研究は、分子を導入可能な場としての液晶性ナノ空間を構築し、分子組織場や反応場として利用することを目的とした。カラムナ液晶を形成する大環状化合物などを合目的的に設計合成し、液晶性ナノ空間を構築した。さらに、それらの液晶性、分子認識特性を明らかにし、液晶中に分子組織を構築し、各種反応への展開を行った。液晶性ナノ空間は、相転移性、配向性を持つ空間として、分子をその内部に導入できることを明らかにした。また、液晶性ナノ空間を形成する分子を足掛かりに、新たな機能性分子組織構築の方法論を見いだした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、化学的構造が明確な大環状化合物から、液晶の中に分子を導入可能な分子ナノ空間を作る方法論を構築した。このナノ空間は、ディスクリートかつ一義的なサイズや形状を持つため、新しい化学反応、特に一義的な物質合成のためのテンプレートを作る上で有用である。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 8件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Direct catalytic benzene hydroxylation under mild reaction conditions by using a monocationic μ-nitrido-bridged iron phthalocyanine dimer with 16 peripheral methyl groups2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuyuki、Teoh Chee-Ming、Toyoda Yuka、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 46 号: 3 ページ: 955-958

    • DOI

      10.1039/d1nj05369h

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesogenic discrete metallofoldamer for columnar liquid crystal2022

    • 著者名/発表者名
      Kawano Shin-ichiro、Narita Kazutaka、Ikemoto Yuka、Sasaki Ako、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 20 ページ: 3274-3277

    • DOI

      10.1039/d2cc00310d

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermally Stable Array of Discrete C<sub>60</sub>s on a Two-Dimensional Crystalline Adlayer of Macrocycles both in Vacuo and under Ambient Pressure2022

    • 著者名/発表者名
      Kawano Shin-ichiro、Nakaya Masato、Saitow Masaaki、Ishiguro Atsuki、Yanai Takeshi、Onoe Jun、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 号: 15 ページ: 6749-6758

    • DOI

      10.1021/jacs.1c13610

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Significant Effect of Flexibility of Bridging Alkyl Chains on?the?Proximity of Stacked Porphyrin and Phthalocyanine Conjugated with Fourfold Rotaxane Linkage2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuyuki、Iida Hayato、Shibano Shinya、Mihara Nozomi、Kato Tatsuhisa、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 28 号: 37

    • DOI

      10.1002/chem.202200819

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of bis{meso-tetrakis(4-N-alkylpyridiniumyl) porphyrinato}cerium and Its Redox Switching Behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Toshio Nishino, Yasuyuki Yamada, Ayumi Yamamoto, Kentaro Tanaka
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 号: 4 ページ: 790-790

    • DOI

      10.3390/molecules26040790

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High catalytic methane oxidation activity of monocationic μ-nitrido-bridged iron phthalocyanine dimer with sixteen methyl groups2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuyuki、Kura Jyunichi、Toyoda Yuka、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 50 号: 19 ページ: 6718-6724

    • DOI

      10.1039/d1dt00941a

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a monocationic μ-nitrido-bridged iron porphycene dimer and its methane oxidation activity2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuyuki、Miwa Yusuke、Toyoda Yuka、Yamaguchi Tomoo、Akine Shigehisa、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 50 号: 45 ページ: 16775-16781

    • DOI

      10.1039/d1dt02922c

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metalloporphyrins substituted with N-carbazolyl groups quadruply at meso positions2021

    • 著者名/発表者名
      Kawano Shin-ichiro、Kawada Sae、Matsubuchi Atsuya、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 26 号: 02 ページ: 140-146

    • DOI

      10.1142/s1088424621501170

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 巨大環状化合物をメソゲンとしたカラムナー液晶による流動性ナノ空間の構築2021

    • 著者名/発表者名
      河野慎一郎、田中健太郎
    • 雑誌名

      液晶

      巻: 25 ページ: 40-45

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of functional molecular assemblies based on programmable construction of face-to-face assemblies of metallo-porphyrinoids2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuyuki、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry

      巻: 96 号: 3-4 ページ: 197-213

    • DOI

      10.1007/s10847-019-00969-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and dynamics of a chiral cubanoid complex composed of lithium and salphen2020

    • 著者名/発表者名
      Kawano Shin-ichiro、Tomita Kyohei、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Inorganica Chimica Acta

      巻: 512 ページ: 119894-119894

    • DOI

      10.1016/j.ica.2020.119894

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] μ-Nitrido-bridged iron phthalocyanine dimer bearing eight peripheral 12-crown-4 units and its methane oxidation activity2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuyuki、Kura Jyunichi、Toyoda Yuka、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 44 号: 44 ページ: 19179-19183

    • DOI

      10.1039/d0nj04601a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Synthesis of Monocationic myu-Nitrido-Bridged Iron Phthalocyanine Dimer with No Peripheral Substituents2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, T. Sugiura, H. Ariga-Miwa, K. Morita, and K. Tanaka
    • 雑誌名

      Inorg. Chimica Acta

      巻: 489 ページ: 160-163

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic methane oxidation by a supramolecular conjugate based on a μ-nitrido-bridged iron porphyrinoid dimer2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, K. Morita, N. Mihara, K. Igawa, K. Tomooka and K. Tanaka
    • 雑誌名

      New J. Chem.

      巻: 43 号: 29 ページ: 11477-11482

    • DOI

      10.1039/c9nj02210d

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid‐crystalline Metallomacrocycles Composed of Bis(hydroxypyridono)toluene Ligand and Cu 2+ Ions2019

    • 著者名/発表者名
      Kawano Shin‐ichiro、Ideta Kohei、Banno Tomohiko、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 14 号: 23 ページ: 4415-4419

    • DOI

      10.1002/asia.201901323

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 8つのコラニュレンをもつ大環状金属錯体型分子レセプターに よるフラーレンの包接2022

    • 著者名/発表者名
      小林 侑太・河野 慎一郎・田中 健太郎
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Host-Guest Chemistry of Porphyrins in Liquid Crystalline Macrocycles2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 学会等名
      239th ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Switchable Supramolecular Conjugates Composed of Porphyrin and Phthalocyanine2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 学会等名
      11th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-11)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノポーラス液晶2021

    • 著者名/発表者名
      田中健太郎
    • 学会等名
      電気学会光・量子デバイス研究会「革新的材料の創出とデバイス応用」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規なμ-窒素架橋鉄ポルフィセン二量体の合成とそのメタン酸化活性2021

    • 著者名/発表者名
      三輪祐介, 山田泰之, 豊田由香, 山口智雄, 田中健太郎
    • 学会等名
      第71回錯体化学会討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 4つの[3]ロタキサン側鎖を持つテルビウム(III)フタロシアニンダブルデッカー錯体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      山田遙香, 西川敦基, 小林千紗, 山田泰之, 田中健太郎
    • 学会等名
      第18回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超分子的フラーレン組織化2021

    • 著者名/発表者名
      小林侑太、河野真一郎、田中健太郎
    • 学会等名
      第6回 D-マテリアルズ分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超分子的相互作用による単分子磁石の物性制御2021

    • 著者名/発表者名
      山田遥香、山田泰之、田中健太郎
    • 学会等名
      第6回 D-マテリアルズ分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高反応性メタン酸化触媒の開発 &#12316;窒素架橋鉄ポルフィセン二量体の合成と触媒活性&#12316;2021

    • 著者名/発表者名
      三輪祐介、山田 泰之、田中健太郎
    • 学会等名
      第6回 D-マテリアルズ分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Moleular Capturing in Liquid Crystals, Two Dimensional Crystals and Cages Composed of Macrocycles2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanaka
    • 学会等名
      2020 Dalian University of Technology- Overseas Partner Universities Series Online Exchange Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 129Xe NMR Structural Analysis of Continuous Porosity of Columnar Liquid Crystal Composed of Stacked Macrocycles2021

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Kawano, Takahiro Taki, Hiroaki Yoshimizu, Kentaro Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] テトラ(N-カルバゾリル)ポルフィリンを基にした含窒素π拡張ポルフィリンの合成とその電子構造2021

    • 著者名/発表者名
      松渕 敦也・河野 慎一郎・田中 健太郎
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 8つのコラニュレンをもつ大環状金属錯体型フラーレンレセプター2021

    • 著者名/発表者名
      小林 侑太・河野 慎一郎・田中 健太郎
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A metallomacrocycle tethering eight corannulenes and the host-guest interaction with C602021

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kobayashi, Shin-ichiro Kawano, Kentaro Tanaka
    • 学会等名
      The 4th IRCCS International Symposium: 'Multidimensional control over material structure and function'
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオンを内包したカラムナー 液晶性大環状化合物の配向制御2020

    • 著者名/発表者名
      河野慎一郎、冨田恭平、吉尾正史、田中健太郎
    • 学会等名
      2020年日本液晶学会オンライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メソ位をカルバゾールで修飾したポル フィリンを基にした縮環型p拡張ポルフィリンの合成とその電子構造2020

    • 著者名/発表者名
      松渕 敦也・河野 慎一郎・田中 健太郎
    • 学会等名
      錯体化学会 第70回討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Switchable Supramolecular Conjugates of Porphyrin and Phthalocyanine2020

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanaka
    • 学会等名
      Mini-symposium on Advanced Nanomaterials in Strasbourg
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Molecular Invasion into Multiply Interlocked Catenane Composed of Porphyrins and Phthalocyanine2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanaka
    • 学会等名
      235th ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Host-Guest Chemistry for Arraying Porphyrins2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanaka
    • 学会等名
      1st Asian Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular Capturing by Liquid Crystals, Two dimensional Crystals and Cages composed of Macrocycles2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanaka
    • 学会等名
      12th China‐Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds (CJJSMCC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular Capturing by Liquid Crystals, Two dimensional Crystals and Cages composed of Macrocycles2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanaka
    • 学会等名
      China‐Japan Joint Interdisciplinary Symposium on Molecular Magnetic Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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