| 研究領域 | 高密度共役の科学：電子共役概念の変革と電子物性をつなぐ |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05468
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石垣 侑祐 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (60776475)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 高歪化合物 / πダイマー / 酸化還元系 / 分子内相互作用 / クロミズム / 長い結合 / 分子間相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
新たな共役の概念として，"X"-conjugationの学理構築を目指す高密度共役の科学において，原子，あるいは分子間距離の巧みな制御は最重要課題といえる。本研究では，空隙を最小化し共役電子の最近接を実現するためのアプローチとして，特異な原子間距離を有するσ結合種を前駆体として用いる手法を提案する。外部刺激による原子間距離の緻密な制御を実現することで，本領域が目指す「新しい分子間電子共役」を構築する。原子間距離を高度に規定可能な足場の選定，ヘテロ原子への拡張，そして多重架橋型酸化還元系へと展開することで，σ結合（超結合）／超近接πダイマー制御に基づく高密度共役を実現する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は，本学術変革領域が目指す"X"-conjugationの学理構築に向け，原子間距離を緻密に制御することで，特異な電子状態に基づく未踏機能の実現に寄与することを目的とし、以下の三つの課題を推進した。
課題Iでは，空隙の最小化による高密度共役の実現に向け，『σ結合の切断に基づく超近接πダイマー創製』を展開した。具体的には，長いσ結合種を前駆体とするπダイマー創出アプローチを提案し，実験及び理論計算の両面から検討を実施した。その結果，σ結合種を参加したカチオン種において3.0Åを下回る炭素…炭素原子間距離が観測されることを明らかにし，興味深いレドックス特性を見出した。
課題IIでは，非結合状態のさらなる安定化と，外部刺激による劇的な電子構造変化を目的とし，『ヘテロ原子への展開による超近接πダイマーの創出と外部刺激制御』を推進した。現在までに，窒素原子を導入した誘導体を数種類構築し，その合成過程で新規π共役系分子の創出を実現した。現在論文投稿準備中である。
課題IIIでは，レドックス活性部位を大環状分子に組み込むことで，それぞれの酸化状態に応じてユニット間距離を高度に制御することを目的とし，『シクロファン型酸化還元系の創製に基づく三次元共役の実現』に向けて研究を実施した。これまでに，二つのタイプの大環状ジカチオンを構築し，固相，あるいは溶液相において分子内相互作用の発現を確認している。また，領域内共同研究により，新規環状分子の設計・合成にも成功しており，酸化還元による構造及び物性変調を達成し，三次元共役のレドックス制御へとつなげる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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