明確な幾何的配置をもつ集積アセチレンの共同効果に基づく水素吸蔵材料の創成

• 研究課題/領域番号: 24685026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 久木 一朗 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90419466)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円); 2014年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
• キーワード: 超分子化学 / 結晶工学 / 多孔質材料 / ガス吸着 / 水素結合 / デヒドロアヌレン / ヘキサゴナルネットワーク / 集積アセチレン / 多孔性材料 / 配位ポリマー / 金属‐有機構造体 / パイ共役分子 / アヌレン / 水素吸蔵 / 金属-有機フレームワーク / アセチレン / デヒドロベンゾアヌレン

研究成果の概要

不飽和度の高いアセチレンを集積させた多孔性材料は、物理的、化学的に水素を吸蔵できる可能性を秘めている。本研究では、アセチレンを明確な幾何配置に固定した環状共役分子(DBA）を用いて、多孔性の金属有機構造体(MOF)あるいは非共有結合性構造体を構築し、物理的および化学的な水素吸蔵が可能な材料の開発を目指した。まず、DBA分子と、各種ガス分子との親和性を計算化学によって定量的に評価した。さらに、DBAの一連のカルボン酸誘導体を配位子として用い、内部に空間を有したMOFの構築に成功した。また、水素結合によってDBAをネットワーク化した多孔質構造体の構築にも成功し、そのガス吸着挙動を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of Chiral Assembly from Achiral Octadehydrotribenzo[14]annulene Derivative by Using Twofold Helical Hydrogen Bonding Template (2015)
  • 著者名/発表者名: 1.Ichiro Hisaki, Eriko Kometani, Hajime Shigemitsu, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Synlett 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] C3-Symmetric Macrocycle-Based, Hydrogen-Bonded, Multi-Porous Hexagonal Network as Motif of Porous Molecular Crystals (2015)
  • 著者名/発表者名: 2.Ichiro Hisaki, Shoichi Nakagawa, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 15 号: 10 ページ: 3008-3012
  • DOI: 10.1002/anie.201411438
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] One-Step Reaction that Yields Highly Twisted and Fully π-Conjugated Porphyrinic Oligomers (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Ito, Satoru Hiroto, Sangsu Lee, Minjung Son, Ichiro Hisaki, Takuya Yoshida, Dongho Kim, Nagao Kobayashi, Hiroshi Shinokubo
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 1 ページ: 142-145
  • DOI: 10.1021/ja511905f
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Hydrogen-Bond Assisted Coaxially pi-Stacked Dimer of Hexadehydrotribenzo[12]annulene ([12]DBA) Derivative (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Keisuke Osaka, Hajime Shigemitsu, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 号: 7 ページ: 11041106-11041106
  • DOI: 10.1246/cl.140250
  • NAID: 130004868257
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of ortho-Phenyl Substitution on Molecular Arrangements of Octadehydrodibenzo[12]annulene (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Noriko Manabe, Keisuke Osaka, Akinori Saeki, Shu Seki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 87 ページ: 323-333
  • NAID: 40019978498
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Hydrogen-Bond Assisted Coaxially pi-Stacked Dimer of Hexadehydrotribenzo[12]annulene ([12]DBA) Derivative (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Keisuke Osaka, Hajime Shigemitsu, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: just accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Crystalline Supramolecular Nanofibers Based on Dehydrobenzoannulene Derivatives (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, Ichiro Hisaki, Eriko Kometani, Daisuke Yasumiy a, Yuu Sakamoto, Keisuke Osaka, Tejender S. Thakur, Akinori Saeki, Shu Seki, Fumiko Kimura, Tsunehisa Kimura, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chemist a European Journal 巻: 19 号: 45 ページ: 15366-15377
  • DOI: 10.1002/chem.201301967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Transformation between the Supramolecular Nanofibers with Dr2stic Change of Conductivity by Heat and Ultrasound (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, Ichiro Hisaki, Hirofumi Senga, Daisuke Yasumiya, Tejender S. Thakur, Akinori Saeki, Shu Seki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chemistry An Asian Journal 巻: 未定(掲載確定) 号: 7 ページ: 1372-1376
  • DOI: 10.1002/asia.201300258
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Boron-Containing PAH as a Substructure of Boron-Doped Graphene (2012)
  • 著者名/発表者名: Chuandong Dou, 他
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 号: 49 ページ: 12206-12210
  • DOI: 10.1002/anie.201206699
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactions Between Dehydrobenzo [12] annulene (DBA) and Gas Molecules: Do the Preorganized Acetylenes Work Cooperatively? (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Daisuke Yasumiya, Hajime Shigemitsu, Seiji Tsuzuki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 14 号: 40 ページ: 13918-13921
  • DOI: 10.1039/c2cp43091f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Quinine : Unignorable Affects of Vinyl and Methoxy Groups on Molecular Assemblies of Cinchona Alkaloids (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Eri Hiraishi, Toshiyuki Sasaki, Hideo Orita, Seiji Tsuzuki, Norimitsu Tohnai, and Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chem. Asian J 巻: 7 号: 11 ページ: 2607-2614
  • DOI: 10.1002/asia.201200566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guest-Dependent Structural Transformation of Dehydrobenzoannulene Inclusion Crystals Composed of π-Stacked Parallelogram Columnar Motifs (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, Ichiro Hisaki, Eriko Kometani, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 41 号: 11 ページ: 1535-1537
  • DOI: 10.1246/cl.2012.1535
  • NAID: 10031126590
  • 査読あり
• [学会発表] Hydrogen-Bonded Multiporous Hexagonal Networks Composed of C3-Symmetric pi-Conjugated Macrocycles (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Shoichi Nakagawa, Nobuaki Ikenaka, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miata
  • 学会等名: 22nd International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State (ICCOSS)
  • 発表場所: TOKI MESSE, 新潟
  • 年月日: 2015-07-12 – 2015-07-17
• [学会発表] Ichiro Hisaki, Shoichi Nakagawa, Nobuaki Ikenaka, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata (2015)
  • 著者名/発表者名: Triangular Aromatics-Based, Hydrogen-Bonded, Multiporous
  • 学会等名: 16th International Symposium on Novel Aromatic Compound (ISNA)
  • 発表場所: Madrid, Spain
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-10
• [学会発表] Structure and Property of pi-Stacked Assembly of Thienyl-Substituted Octadehydro[12]annulene (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Keisuke Osaka, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス、千葉
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] デヒドロベンゾ[18]アヌレンを基盤とした水素結合性低密度ヘキサゴナルネットワークの構造とその動的物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川祥一、久木一朗、藤内謙光、宮田幹二
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス、千葉
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Structure and Dynamic Behavior of Laminated Porous Hexagonal Networks Composed of Triphenylene Hexacarboxylic Acid Derivative (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomuaki Ikenaka, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス、千葉
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Twofold Helical Molecular Assembly in Organic Crystal (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Toshiyuki Sasaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 学会等名: Molecular Chirality Asia 2014
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] C3対称性パイ共役環状分子を基盤とした結晶性超分子構造体の構築と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗
  • 学会等名: 有機結晶シンポジウム
  • 発表場所: 東邦大学習志野キャンパス、千葉
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] パイ共役環状分子を基盤とした水素結合性低密度ヘキサゴナルネットワークの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗, 中川祥一, 藤内謙光, 宮田幹二
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス、長崎
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Affirmative Polymorph Generation of Annulenes by Using CH/O Interactions (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 学会等名: IUCr2014
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-12
• [学会発表] Metal Coordinated Supramolecular Architectures Based on Dehydrobenzoannulenes (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 学会等名: International Conference on Organometallic Chemistry 2014 (ICOMC)
  • 発表場所: Royton Sapporo、北海道
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [学会発表] Affirmative Generation of Dehydrobenzoannulene Polymorphs (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 学会等名: Joint Congres of ACTS-2014 and CGOM11
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall、 奈良
  • 年月日: 2014-06-17 – 2014-06-20
• [学会発表] Crystalline Supramolecular Nanofibers Based on Dehydrobenzoannulene Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki
  • 学会等名: 94th Annual Meeting of The Chemical Society of Japan
  • 発表場所: Nagoya
  • 招待講演
• [学会発表] メチルエステル置換した非中心対称性アヌレンによる結晶性ナノファイバーの構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 超音波による高結晶性超分子ナノファイバーの動的構造変換および電気的特性変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 重光孟, 他
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] アリール置換によるオクタデヒドロ[12]アヌレンの積層構造制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Solid-State Supramolecular Assemblies Based on Dehydrobenzoannulene (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki
  • 学会等名: China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 招待講演
• [学会発表] ひずみ環状ブタジインの積層構造制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久木 一朗
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] アセチレンを集積した環状分子による多孔性配位ポリマーの構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安宮大祐
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Highly Crystalline Supramolecular Nanofibers based on Dehvdrobenzoannulenes and their Ultrasound Resoonsivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, 他
  • 学会等名: Japan-Taiwan Bilateral Workshop on Nano-Science 2012
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-12-05
• [学会発表] Construction of One-Dimensionally π-Stacked Assemblies with Inclusion Channels Using Triangular Dehydrobenzoannulenes (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, 他
  • 学会等名: The Twelfth International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-12)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] アセチレンを明確な幾何配置に固定した環状共役分子の気体分子に対する親和性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗
  • 学会等名: 第23回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] Porous Crystalline Architectures Based on Triangular Dehydrobenzoannulene Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Crystal Engineering
  • 発表場所: NH USA
  • 年月日: 2012-06-11
• [学会発表] Construct ion of One-Dimensionally π-Stacked Assemblies with Inclusion Channels via Symmetry Decreasing Crystallization of C3 Discotic Molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗
  • 学会等名: 61st SPSJ Annual Meeting
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] Highly crystalline one-dimensional supramolecular assemblies based on oolar dehvdrobenzoannulene derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, 他
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] Highly crystalline one-dimensional supramolecular assemblies based on polar dehvdrobenzoannulene derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, 他
  • 学会等名: 14th International Associat ion of Colloid and Interface
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] メチルエステル基をもつ非中心対称性デヒドロベンゾアヌレン(ＤＢＡ)の結晶性超分子ナノファイバーの構築と物性
  • 著者名/発表者名: 久木一朗
  • 学会等名: 基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 東京
• [図書] ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗、藤内謙光、宮田幹二
  • 総ページ数: 552
  • 出版者: 技術情報協会