| 研究課題/領域番号 |
21K05024
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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 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
川瀬 毅 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (10201443)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 含窒素縮合多環状共役系 / アザフェナレニル / カチオンラジカル / オキサナノグラフェン / ビニルカルベン / アザナノグラフェン / ビニルカルベン中間体 / π拡張イミド類 / メカノフルオロクロミズム / メカノクロミズム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
窒素原子を含む縮合多環状共役系化合物は、炭素原子のみで形成された系とは異なる特異な光・電子特性を示すことが知られている。含窒素グラフェンにはその作用機構は解明されていないものの燃料電池触媒作用が見出されており、含窒素縮合多環状共役系化合物はそのモデル分子としても興味深い。本研究では、これまで知られていなかったアゾメチンイリド構造をもつ含窒素縮合多環状共役系化合物の性質や構造を明らかにするとともに、アザフェナレニル構造をもつ多様な含窒素ナノグラフェンモデル化合物の構築を行う。それらの化合物には高い酸化還元能が期待され、有機半導体、光材料、さらには燃料電池触媒への応用を検討する。
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| 研究成果の概要 |
アザフェナレニル構造をもつ多様な含窒素ナノグラフェンモデル類には高い酸化還元能が期待され，その性質を明らかにすることによって，有機半導体，光材料，さらには燃料電池触媒への応用が期待される。そこで、もっとも単純な誘導体であるN-置換-2-アザフェナレニルラジカルカチオンの詳細な物性検討を行い、新たな含窒素共役系ラジカルの性質の解明を行った。そのラジカルカチオンは酸素に不安定ながら、単離可能な熱安定性を示した。さらに、ナノグラフェンの炭素原子を酸素原子に置き換えたオキサナノグラフェンへも視野を広げ、新規なパイ拡張ナフトキサンテニウムイオンの合成と構造研究を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
窒素原子を含む縮合多環状共役系化合物（含窒素ナノグラフェン）は特異な光・電子特性を示すことが知られている。また，その作用機構は良く知られていないものの含窒素グラフェンには燃料電池触媒作用があることが見出されており，そのモデル分子としても興味深い。本研究の成果より，ナフタレンイミド骨格は化学変換によって2-アザフェナレニルやその類縁体へ誘導可能であることが示された。この方法により，ナフタレンイミドを部分構造に持つ新規イミド類を出発物質に，新規なアザフェナレニル骨格を持つ含窒素共役系化合物の合成が可能になるものと期待され，新たな機能を持つ含窒素ナノグラフェン構築の指針が示された。
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