| 研究課題/領域番号 |
19K23625
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0501:物理化学、機能物性化学、有機化学、高分子、有機材料、生体分子化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 横浜国立大学 (2020)
東京工業大学 (2019) |
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研究代表者 |
信田 尚毅 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (20839972)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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)
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| キーワード | フルオロアルコール / アニオンバインディング / 弱配位性アニオン / 水素結合 / 分光分析 / ラジカルカチオン / 電解反応 / 有機電子移動化学 / 機能性分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
化学反応においてある分子を異なる分子に変換する際、エネルギー的に不安定な中間体を経る。その安定性を制御することは、目的の化学反応を進める上で極めて重要である。本研究は、酸化反応における重要な中間体であるラジカルカチオンを、フルオロアルコール集積化分子を用いて積極的に安定化することを目指す。一般にフルオロアルコール類はラジカルカチオンを安定化することが知られているが、その詳細なメカニズムや、フルオロアルコールを複数個導入（集積化）させることによる効果は報告されておらず、本研究を通して知見を獲得する。本研究を通じ、ラジカルカチオン安定化のための新手法を提案し、新たな化学反応の開拓に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、フッ素官能基を有するアルコール、すなわちフルオロアルコールを鍵骨格とし、これを集積化した機能性分子合成と物性解明に挑戦した。フルオロアルコールは電子吸引性のフッ素基を多く含むために耐酸化性が高く、またアルコール基の分極が大きいために水素結合供与性が非常に強いという特徴がある。市販のフルオロアルコールを溶媒や添加物として有機反応に用いた研究例は数多く報告されている一方で、フルオロアルコールを機能性の官能基と考え、積極的に分子・材料設計に応用した例は限られている。そこで本研究では、フルオロアルコールを集積化した機能性分子を合成し、その分子機能の調査を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アニオンは負電荷を帯びているため電子豊富であり、有機化学的には求核的な反応性を示すことが多い。アニオンの求核性の高さはすなわち、カチオンに対する配位が強いことを意味し、ときにはカチオン部を利用した分子材料の機能発現を阻害することにつながる。
本研究において申請者は、弱配位性アニオンその相互作用を可能とする材料、すなわちアニオンレセプターの開発を行なった。優れた水素結合供与能を示すフルオロアルコールを鍵骨格とし、これを1分子中に複数個集積化させることで、高機能アニオンレセプターを合成することに成功した。ここで開発された分子は、様々なイオン性分子材料の機能向上に寄与するものと期待される。
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