| 研究課題/領域番号 |
20K05459
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
古川 俊輔 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (70625590)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | σ非局在分子 / 有機半導体 / 有機磁性体 / ハロアレーン / σ非局在系分子 / 有機ラジカル / 電荷輸送正分子 / ヨウ素 / σ非局在系 / 開殻分子 / 多次元的分子間相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの化学の常識は，有機化合物に電気を流す特性や磁気特性を付与する場合，「π共役化合物」という分子群が主たる研究対象とされてきた．有機超電導や有機強磁性といった夢のある物性を追い求める研究が数十年展開されてきたものの，新たなブレイクスルーが求められている．本研究では，物性発現の根幹部分となる分子そのものを「σ非局在系分子」と名付けた新たな分子群に置き換える戦略を立て，その合成および評価を行う．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、「σ非局在系分子」を開殻構造の新たな担い手とし、その分子結晶中の分子間相互作を明らかにし、これらの磁気特性および導電性を評価することである。研究期間全体を通じて実施した研究成果として、下記の２つの項目を挙げる。
(1) σ非局在系分子の合成手法の確立：アリールハライド(Ar-X）とカルコゲナート（R-Ch-)とのSNAr反応により、標的分子群を合成する手法を確立した。また合成した分子の構造および分子間相互作用を明らかにした。これらの分子群の特徴は、従来までの開殻分子の代表格であったπ共役系の平面的な電子非局在化と異なり、3次元的に電子が非局在化する余地があるという点である。この特徴は、実際に合成した分子の構造をもとに理論計算した結果からも裏付けが取れる結果となった。これらの結果を査読付き論文（2報）として報告した。
(2) σ非局在系開殻分子の合成：前述の新規σ非局在系分子群を一電子酸化することで、開殻系分子へと変換する試みをした。一つ目の手法は、「電解酸化法」で、この手法は開殻分子を合成すると同時に、構造解析に必須な単結晶を得うることが強みである。しかし、化合物の酸化電位が従来分子を比較して低く、対応する一電子酸化体（開殻分子）を得るに至らなかった。別法として、「化学酸化法」による開殻分子の検討も行ったが対応する一電子酸化体は得られなかった。電気化学測定より、前駆体の酸化電位と酸化剤の酸化力の不一致が原因であることを明らかにした。
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