有機エレクトロニクス材料を志向した新奇キノイド系巨大π共役分子の創製と機能開発

• 研究課題/領域番号: 26810024
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 有機化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 石田 真敏 九州大学, 分子システムデバイス国際リーダー教育センター, 助教 (60706951)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: π共役 / ポルフィリン / テトラチアフルバレン / ラジカル / 酸化還元 / 金属錯体 / 電子移動 / 超分子錯体

研究成果の概要

非芳香族性環状π共役系を鍵骨格として、分子エレクトロニクス応用を志向した新規π電子材料の創出を目指した。キノイド型ポルフィリン環で架橋された拡張テトラチアフルバレン誘導体を用いた超分子イオン対錯体の長寿命光誘起電荷分離（最大寿命83ミリ秒）システムの構築を達成した。また更に環拡張ポルフィリン類縁体を基本骨格として、TTF縮環型ルビリン誘導体の合成に成功し、内環窒素部位へのプロトン化による電子アクセプター性の増大及びそれに伴う熱励起電子移動反応の発現を見出した。
また環拡張ポルフィリン類を基盤骨格としてパラジウム錯形成を引き金として安定25πラジカル種の創製に成功した。

研究成果

• [国際共同研究] Yonsei University/Kangwon National University(韓国)
• [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)
• [国際共同研究] The University of Texas at Austin(米国)
• [国際共同研究] East China University(中国)
• [雑誌論文] Breaking aggregation in a tetrathiafulvalene-fused zinc porphyrin by metal-ligand coodination to form a donor-acceptor hybrid for ultrafast charge separation and charge stabilization (2015)
  • 著者名/発表者名: Atanu Jana, Habtom B. Gobeze, Masatoshi Ishida, Toshiyuki Mori, Katsuhiko Ariga, Jonathan P. Hill and Francis D’Souza
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 44 号: 1 ページ: 359-367
  • DOI: 10.1039/c4dt03157a
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Near-infrared luminescent Sn(IV) complexes of N-confused tetraphenylporphyrin: Effect of axial anion coordination (2015)
  • 著者名/発表者名: Arghya Basu, Motoki Kitamura, Shigeki Mori, Masatoshi Ishida, Yongshu Xie, Hiroyuki Furuta
  • 雑誌名: J. Porphyrins Phthalocyanines 巻: 19 号: 01-03 ページ: 361-371
  • DOI: 10.1142/s1088424615500212
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spectroscopic and Theoretical Studies of Acid－Base Behaviors of N-Confused Porphyrins: Effects of meso-Aryl Substituents (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Sakashita, Masatoshi Ishida, Hiroyuki Furuta
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A. 巻: 119 号: 6 ページ: 1013-1022
  • DOI: 10.1021/jp512229k
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phenalenyl-fused porphyrins with different ground states (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Zeng, S. Lee, M. Son, M. Ishida, K. Furukawa, P. Hu, Z. Sun, D. Kim, J. Wu
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 6 号: 4 ページ: 2427-2433
  • DOI: 10.1039/c4sc03866e
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] β-Functionalized push-pull porphyrin sensitizers in dye-sensitized solar cells: π-Conjugated spacer effect (2015)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Ishida, Daesub Hwang, Zhan Zhang, Young Bean Koo, Juwon Oh, Vincent M. Lynch, Dong Young Kim, Jonanthan L. Sessler, Dongho Kim
  • 雑誌名: ChemSusChem 巻: 8 号: 17 ページ: 2967-2977
  • DOI: 10.1002/cssc.201500085
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intramolecular charge transfer character in tetrathiafulvalene-annulated porphyrinoids: Effects on core modification and protonation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ramababu Bolligarla, Masatoshi Ishida, Vijayendra S. Shetti, Kazuhisa Yamasumi, Hiroyuki Furuta, Chang-Hee Lee
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 17 号: 14 ページ: 8699-8705
  • DOI: 10.1039/c4cp05385k
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Near-infrared-induced electron transfer of an uranyl macrocyclic complex without energy transfer to dioxygen (2015)
  • 著者名/発表者名: Christina M. Davis, Kei Ohkubo, I-Ting Ho, Zhan Zhang, Masatoshi Ishida, Yuanyuan Fang, Vincent M. Lynch, Karl M. Kadish, Jonathan L. Sessler, Shunichi Fukuzumi
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 31 ページ: 6757-6760
  • DOI: 10.1039/c5cc00903k
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Stable π-Radical from a Contracted Doubly N-Confused Hexaphyrin by Bis-Palladium Metallation (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hisamune, K. Nishimura, K. Isakari, M. Ishida, S. Mori, Satoru. Karasawa, T. Kato, Sangsu L., D.Kim, and H. Furuta,
  • 雑誌名: Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 巻: 54 号: 25 ページ: 7323-7327
  • DOI: 10.1002/anie.201502285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Ground State Triplet Diradicals from Annulated Rosarin Derivatives by Triprotonation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo K et al.
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 巻: 137 号: 31 ページ: 9780-9783
  • DOI: 10.1021/jacs.5b05309
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of a Neo-Confused Octaphyrin and the Formation of Its Mononuclear Complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhang, K.; Zhang, J.; Li, X.; Guo, R.; Agren, H.; Ou, Z.; Ishida, M.; Furuta, H.; Xie, Y.
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 17 号: 19 ページ: 4806-4809
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b02363
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Doubly N-Confused Isophlorin: Synthesis, Structure and Copper Coordination (2014)
  • 著者名/発表者名: Yan, J.; Takakusaki, M.; Yang, Y.; Mori, S.; Zhang, B.; Feng, Y.; Ishida, M.; Furuta, H.
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 50 号: 93 ページ: 14593-14596
  • DOI: 10.1039/c4cc06259k
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] N-confused phlorin: a stable dihydroporphyrin isomer containing a confused pyrrole ring (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ishida, K. Nakahara, R. Sakashita, T. Ishizuka, M. Watanabe, H. Uno, A. Osuka, and H. Furuta
  • 雑誌名: J. Porphyrins Phthalocyanines 巻: 18 号: 10n11 ページ: 909-919
  • DOI: 10.1142/s1088424614500692
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stepwise π-Extension of meso-Alkylidenyl Porphyrins through Sequential 1,3-Dipolar Cycloaddition and Redox Reactions (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Park, S. D. Jeong, M. Ishida, C.-H. Lee
  • 雑誌名: Chem Commun. 巻: 50 号: 66 ページ: 9277-9280
  • DOI: 10.1039/c4cc04283b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-Lived Charge-Separated States Produced in Supramolecular Complexes between Anionic and Cationic Porphyrins (2014)
  • 著者名/発表者名: Bill, N. L.; Ishida, M.; Kawashima, Y.; Ohkubo, K.; Sung, Y. M.; Lynch, V. M.; Lim, J. M.; Kim, D.; Sessler, J. L.; Fukuzumi, S.
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 5 号: 10 ページ: 3888-3896
  • DOI: 10.1039/c4sc00803k
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cyclo[6]pyridine[6]pyrrole: A Dynamic, Twisted Mcrocycle with no Meso Bridges (2014)
  • 著者名/発表者名: Z. Zhang, W.-Y. Cha, N. Williams, E. Rush, M. Ishida, V. Lynch, D. Km, J. L. Sessler
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 21 ページ: 7591-7594
  • DOI: 10.1021/ja503451m
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Turning on the Biradical State of Tetracyano- Perylene and Quaterrylenequinodimethanes by Incorporation of Additional Thiophene Rings (2014)
  • 著者名/発表者名: Z. Zeng, S. Lee, J. Zafra, M. Ishida, N. Bao, R. Webster, N. López, T. Juan, J. Ding, J. Casado, D. Kim, J. Wu
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 5 号: 8 ページ: 3072-3080
  • DOI: 10.1039/c4sc00659c
  • 査読あり
• [学会発表] N-混乱ポルフィリンを用いた機能性MOFの合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 楊雨峰、石田真敏、古田弘幸
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Bis-metal Complexes of Doubly N-Confused Hexaphyrins: Low-band Gap and Open-Shell Molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Ishida
  • 学会等名: 4th International Symposium of Molecular Systems
  • 発表場所: Kyushu University
  • 年月日: 2016-03-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Doubly N-Confused Hexaphyrin Bis-metal Complexes for Near IR Optical Materials (2016)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Ishida, Koki Ogasahara, Hiroyuki Furuta
  • 学会等名: 251st American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2016-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] Highly Porous N-confused Porphyrin-based Metal-Organic Frameworks (2016)
  • 著者名/発表者名: Yang Yufeng, Masatoshi Ishida, Hiroyuki Furuta
  • 学会等名: 251st American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2016-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] ～魅力ある新奇有機π電子系の構築に向けて～ピリジン環を構成骨格に含んだハイブリッドシクロピロール誘導体の合成と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石田真敏
  • 学会等名: 有機合成協会九州山口支部・第２回講演会
  • 発表場所: 住友化学大分工場
  • 年月日: 2015-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] N-混乱”環拡張ポルフィリノイドの配位化学～構造・光物性・磁気特性～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 石田真敏
  • 学会等名: 構造有機化学若手研究者 ミニシンポジウム
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2015-08-31
  • 招待講演
• [学会発表] 24π共役サーキットを有する二重N-混乱ヘキサフィリン(1,1,0,1,1,0)の合成と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 下村恵人、石田真敏、古田弘幸
  • 学会等名: 第26回基礎有機化学会討論会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2015-08-24
• [学会発表] 二重N-混乱ヘキサフィリン(1,1,1,1,1,0)銅二核錯体の合成と磁気物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山角和久、西村啓一、久宗穣、石田真敏、古田 弘幸
  • 学会等名: 第26回基礎有機化学会討論会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2015-08-24
• [学会発表] 二重N-混乱ヘキサフィリン二核金属錯体の合成と光学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小笠原光紀、ゴクルナス サバパッチ、石田真敏、古田 弘幸
  • 学会等名: 第26回基礎有機化学会討論会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2015-08-24
• [学会発表] 二重N-混乱ヘキサフィリン(1,1,0,1,1,0)の合成と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 下村恵人、石田真敏、古田弘幸
  • 学会等名: 第52回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 二重N-混乱ヘキサフィリン(1,1,1,1,1,0)銅二核錯体の合成と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山角和久、西村啓一、久宗穣、石田真敏、古田弘幸
  • 学会等名: 第52回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] FORMATION OF STABLE ORGANIC RADICAL SPECIES BASED ON BIS-PD COMPLEX OF DOUBLY N-CONFUSED HEXAPHYRIN (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisamune, Yutaka; Nishimura, Keiichi; Ishida, Masaroshi; Furuta, Hiroyuki
  • 学会等名: 8th Singapore International Chemistry Conference
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-12-14 – 2014-12-17
• [学会発表] SYNTHESIS AND PHOTOPHYSICAL PROPERTIES OF DOUBLY N-CONFUSED HEXAPHYRIN BIS METAL COMPLEXES (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogasahara, Koki; Gokulnath, Sabapathi; Ishida, Masatoshi; Furuta, Hiroyuki
  • 学会等名: 8th Singapore International Chemistry Conference
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-12-14 – 2014-12-17
• [学会発表] MULTIPLE REDOX AND ELECTRONIC STATES OF PORPHYRINOID MACROCYCLES: STRUCTURE-PROPERTY RELATIONSHIP BETWEEN AROMATIC, ANTIAROMATIC AND NONAROMATIC RADICAL SPECIES (2014)
  • 著者名/発表者名: MASATOSHI ISHIDA, DONGHO KIM, JONATHAN L. SESSLER, HIROYUKI FURUTA
  • 学会等名: 8th Singapore International Chemistry Conference
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-12-14 – 2014-12-17
  • 招待講演
• [学会発表] Stabilization of Organic Radical in the Bis-Pd Complexes of Doubly N-Confused Hexaphyrin(1.1.1.1.1.0) (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Hisamune, Keiichi Nishimura, Masatoshi Ishida, Hiroyuki Furuta
  • 学会等名: Curved Organic π-Molecules and Materials
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-19 – 2014-10-21
• [学会発表] 二重N-混乱[26]ヘキサフィリン二核金属錯体の合成と光学特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小笠原光紀、Gokulnath Sabapathi、石田真敏、古田弘幸
  • 学会等名: 第31 回有機合成化学セミナー
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 小笠原光紀、Gokulnath Sabapathi、石田真敏、古田弘幸 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二重N-混乱[26]ヘキサフィリン二核金属錯体の合成と光学特性
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] Synthesis and Metallation of Trans-Doubly N-Confused Isophlorin bearing Arylthio Groups (2014)
  • 著者名/発表者名: Jiaying Yan, Makoto Takakusaki, Masatoshi Ishida, Hiroyuki Furuta
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] 二重N-混乱ヘキサフィリンパラジウム二核錯体を基体とする安定有機中性ラジカル種の生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久宗穣、西村啓一、石田真敏、古田弘幸
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] N-混乱フロリンの合成と物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂下竜一・仲原健介・大須賀篤弘・石田真敏・古田弘幸
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] 二重N-混乱[26]ヘキサフィリン二核金属錯体の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小笠原光紀、Gokulnath Sabapathi、石田真敏、古田弘幸
  • 学会等名: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2014-06-28
• [学会発表] N-連結コロールイリジウム(III)錯体の合成と光物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川喬浩、川部泰典、石田真敏、戸叶基樹、古田弘幸
  • 学会等名: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2014-06-28
• [学会発表] 楊雨峰、晏佳エイ、高草木誠、石田真敏、古田弘幸 (2014)
  • 著者名/発表者名: トランス二重N-混乱イソフロリンとその金属錯体の合成と性質
  • 学会等名: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2014-06-28
• [学会発表] β-Functionalized Push-Pull Structured Porphyrin Sensitizers for Dye-sensitized Solar Cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Ishida, Daesub Hwang, Honathan L. Sessler, Dongho Kim
  • 学会等名: 8th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 発表場所: Istanbul
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-29
• [学会発表] Synthesis and Properties of Trans Doubly N-Confused Porphyrins and Their Metal Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Jiaying Yan, Makoto Takakusaki, Masatoshi Ishida, Bao Zhang, Yaqing Feng ,Hiroyuki Furuta
  • 学会等名: 8th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 発表場所: Istanbul
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-29
• [図書] Chemical Science of pi-Electron Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Akasaka, T., Osuka, A., Fukuzumi, S., Kandori, H., Aso, Y.
  • 総ページ数: 777
  • 出版者: Springer