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ノルコロールのラジカルイオン種の多積層化とその物性機能調査

研究課題

研究課題/領域番号 20J11883
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

鵜飼 修作  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード反芳香族 / 超分子 / ポルフィノイド / ノルコロール / 電荷輸送 / 反芳香族性 / 集積化 / 電荷輸送材料 / ポルフィリノイド
研究開始時の研究の概要

奇数個の電子を有するπ共役分子は導電材料や蓄電材料、磁性材料への応用から注目を浴びている。しかし、一般に奇数個の電子を持つ分子は不安定であり容易に取り扱える分子は限られている。そこで、4n個のπ電子を持つ不安定な分子、反芳香族分子に着目した。これらの分子群は4n電子系を回避するため、速やかに電子の受け渡しを行うことで安定な奇数個の電子構造を実現すると考えた。しかし、反芳香族分子もその不安定性から合成例は未だ少ない。本研究は、忍久保らによって合成された反芳香族分子ノルコロールを用いて電子のドーピングを行い導電材料へ応用を実現し、反芳香族分子が導電材料に有効な分子であることを示すことが目的である。

研究実績の概要

昨年度までに、ノルコロールが嵩高い置換基が無くても安定に取り扱い可能であることを明らかにした。当該年度では、この知見を活かし、反芳香族分子ノルコロールを基盤とした導電体の形成や導電性に関わる基礎物性解明を昨年に引き続き行った。具体的には、ノルコロールの多積層体の電荷輸送能力を調査するため、水素結合形成を利用した一次元状の超分子ポリマーの形成を行った。さらに、この超分子ポリマーが対応する芳香族分子ポルフィリンから形成されるポリマーと比較して優れた電荷輸送能を示すことを明らかにした。続いて、ノルコロールと種々の酸化剤との電荷移動錯体の形成を行った。特に、一部の錯体では室温での安定なキャリアーのドープに成功し、優れた導電性の発現に成功した。これまで、反芳香族分子の研究が単分子機能に着目していたことに対して、本研究では材料機能の可能性を広げるため、集合体の形成および導電性の付与を行うことに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Isolation and Structure Analysis of a Ni(II) Norcorrole Radical Anion2022

    • 著者名/発表者名
      Ukai Shusaku、Fukui Norihito、Ikeue Takahisa、Shinokubo Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 号: 2 ページ: 182-184

    • DOI

      10.1246/cl.210715

    • NAID

      130008161612

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Supramolecular Polymer Constituted of Antiaromatic Ni(II) Norcorroles2021

    • 著者名/発表者名
      Ukai, S.; Takamatsu, A.; Nobuoka, M.; Tsutsui, Y.; Fukui, N.; Ogi, S.; Seki, S.; Yamaguchi, S.; Shinokubo, H.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 61 号: 6

    • DOI

      10.1002/ange.202114230

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and electron-transport properties of a stable antiaromatic NiII norcorrole with the smallest meso-substituent2020

    • 著者名/発表者名
      Ukai Shusaku、Koo Yun Hee、Fukui Norihito、Seki Shu、Shinokubo Hiroshi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 49 号: 41 ページ: 14383-14387

    • DOI

      10.1039/d0dt03143g

    • NAID

      120007145963

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Investigation of Kinetic Stabilization Effect at meso-Positions of Norcorrole Ni(II) Complexes2021

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Ukai, Yun Hee Koo, Norihito Fukui, Shu Seki, Hiroshi Shinokubo
    • 学会等名
      ICPP-11
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超分子的アプローチによる反芳香族ノルコロールの一次元積層体形成2021

    • 著者名/発表者名
      鵜飼 修作・高松 愛子・ 大城 宗一郎・福井 識人・関 修平・山口 茂弘・忍久保 洋
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一次元積層したノルコロール超分子ポリマーの形成および機能2021

    • 著者名/発表者名
      鵜飼 修作・高松 愛子・ 大城 宗一郎・福井 識人・関 修平・山口 茂弘・忍久保 洋
    • 学会等名
      第 31 回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 反芳香族分子を用いた超分子ポリマーの形成と機能調査2021

    • 著者名/発表者名
      鵜飼 修作・高松 愛子・ 大城 宗一郎・福井 識人・関 修平・山口 茂弘・忍久保 洋
    • 学会等名
      第52回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 反芳香族ノルコロールの超分子集合体形成2021

    • 著者名/発表者名
      ○鵜飼 修作・高松 愛子・大城 宗一郎・福井 識人・関 修平
    • 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] Investigation of Kinetic Stabilization Effect at meso-Positions of Norcorrole Ni(II) Complexes2021

    • 著者名/発表者名
      ○Shusaku Ukai, Ryo Nozawa, Norihito Fukui, Hiroshi Shinokubo
    • 学会等名
      International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ノルコロールNi錯体におけるメゾ位置換基の速度論的安定化効果の検証2020

    • 著者名/発表者名
      ○鵜飼 修作・野澤 遼・福井 識人・忍久保 洋
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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