| 研究課題/領域番号 |
21K05041
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
谷 文都 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (80281195)
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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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | アズレン / ヘリセン / ラジカル / 電子スピン / 不斉 / ピロール / パイ電子 / 酸化 / キラリティ / フタロシアニン / 酸化還元 / スピン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光学活性ヘリセンは、らせん不斉と拡張パイ電子系に由来する様々な特長を持つ機能性化合物として盛んに研究されている。とりわけ、ヘリセンのラジカル種は不斉と不対電子スピン（常磁性）の両方を有するという特異性から、非常に興味深い化合物である。既に1,1‘―ビアズレン骨格からなるヘリセンが安定なカチオンラジカルを与えることを報告しているが、本研究では、この知見を活用して、1,1‘―ビアズレン骨格に基づく新しいヘリセンを種々合成し、安定ラジカル種を得ることを目的とする。また、合成されたヘリセンのラジカルの物性（光物性、磁性、電子物性）を詳細に解析する。
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| 研究成果の概要 |
光学活性ヘリセンのラジカル種は不斉なπ電子骨格上に電子スピンを有する化学種として興味が持たれているが，安定なヘリセンラジカルの例は非常に少ない。一方，ナフタレンの構造異性体であるアズレンは分極したπ電子系に由来した特徴的な性質を有し，その二量体 1,1'-ビアズレンは比較的安定なカチオンラジカル種を与える。電子供与性ピロールのα位をメシチル基で立体的に保護した誘導体と1,1'-ビアズレン骨格のヘリセンが縮環したAIBPyr-Mesを合成した.X 線結晶構造解析によりらせん構造を確認し，光学分割にも成功した.化学酸化剤を用いた反応により，カチオンラジカルの生成と安定性を確認し，単離に成功した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
単一の分子内にキラリティと電子スピンの両方を有する光学活性ヘリセンのラジカルは基礎科学および応用の両方の観点から非常に興味深い化学種でありながら，不安定であるために，その報告例は極めて限られていた。本研究では，この課題の解決に取り組み、1,1'-ビアズレン骨格から成るヘリセンと電子供与性ピロールが融合した新しい化合物を合成した。その詳細な分子構造を解明し、さらに安定なカチオンラジカル種を得ることにも成功した。ヘリセン化合物の安定ラジカル種を得るための有用な知見を明らかにした点に学術的な意義があり、機能性材料としての応用展開へとつながる成果である。
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