• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

プロトン共役電子移動を利用した機能性有機電子材料の開発

公募研究

研究領域分子自由度が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 23110718
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

平尾 泰一  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50506392)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード分子性導体 / プロトン共役電子移動 / 水素結合 / 有機ラジカル / 構造有機化学 / 分子ネットワーク
研究実績の概要

本研究課題は、プロトン共役電子移動(PCET)反応の機構解明を分子の立体構造および電子構造の観点から解明し、これを分子性導体の伝導機構へ応用することを目的としたものである。我々はフェノール-フェノキシルラジカル間の自己交換PCET反応を基礎にしている。前年度はラジカル体の安定化と反応活性化障壁の低下を意図して、ベンゼン環に2つのチオフェンを縮環したベンゾジチオフェン骨格をもつフェノール・フェノキシル誘導体の設計・合成をおこなった。両者を混合して結晶化した際に形成した水素結合錯体は、酸素原子間距離は2.56 Aと非常に接近したものであり、理論研究から予想された反応活性錯体に酷似していた。
本年度は、この錯体を用いて、反応の電子状態観測およびダイナミクスの解明を実施した。X線回折を用いた差電子密度マップから、水素結合部分に存在するアルコール由来の水素原子はブロードなピークとして観測され、サイト間を容易に移動できることが示唆された。また、温度可変赤外スペクトルを測定・解析したところ、アルコール体由来のO-H伸縮振動のピーク形状が温度依存性示すことがわかった。つまり熱的なPCET反応が発現していることが見出された。反応速度論に基づいたスペクトルシミュレーション結果、反応活性化障壁は0.6 kJ/molと非常に小さく、そのため極低温域ではトンネリングの影響が観測された。また、見積もられた反応速度定数は10の11から12乗のオーダーであり、プロトン単体の移動の場合と比べて2桁も速いものであった。この結果は電子が共役して移動した効果であると考えている。
また、年度後半にはPCET機構を利用した分子性導体の開発に向けて、PCET活性となる水素結合部位を2ヶ所有する新規有機分子やニッケル錯体の設計・合成を実施した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Isolation And First X-Ray Structures of Nickel Complexes of 1,2,5-Thiadiazole-3,4-Dithiolate (TDAS) in Protonated Forms2012

    • 著者名/発表者名
      Kouzou Matsumoto, Maho Nishizawa, Yasukazu Hirao, Hiroyuki Kurata, and Takashi Kubo
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 86 号: 2 ページ: 991-996

    • DOI

      10.3987/com-12-s(n)107

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水素結合間電子伝達を目指した 新規アリールオキシラジカル ユニットの合成2013

    • 著者名/発表者名
      丸谷 美紀
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] プロトン共役電子移動ネットワークの構築を志向した新規ビラジカル分子の合成2013

    • 著者名/発表者名
      磯貝 和生
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PCETネットワーク構築を目指した新規芳香族アルコール類の合成2012

    • 著者名/発表者名
      丸谷 美紀
    • 学会等名
      有機π電子系シンポジウム
    • 発表場所
      道後温泉(愛媛県)
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Construction of New Electron Transfer Pathways across Hydrogen Bonds2012

    • 著者名/発表者名
      平尾 泰一
    • 学会等名
      International Symposium Material Science Opened by Molecular Degree of Freedom (MDF2012)
    • 発表場所
      シーガイア(宮崎県)
    • 年月日
      2012-12-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 新規フェノール類を用いたPCET活性錯体の合成 および電子状態に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      磯貝 和生
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Construction of New Electron Transfer Systems Based on PCET Reactions2012

    • 著者名/発表者名
      平尾 泰一
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2012 (ICSM 2012)
    • 発表場所
      アトランタ(米国)
    • 年月日
      2012-07-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 安定アリールオキシルラジカルを用いたプロトン共役電子移動系の構築2012

    • 著者名/発表者名
      磯貝和生
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] プロトン共役電子移動能を有する新規芳香族アルコールの合成2012

    • 著者名/発表者名
      丸谷美紀
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アンスロキシルラジカルの水素結合型錯体が示すプロトン共役電子移動2011

    • 著者名/発表者名
      久保孝史
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PCETの発現を目指した新規アリールオキシルラジカルの合成と物性2011

    • 著者名/発表者名
      磯貝和生
    • 学会等名
      第5回有機π電子系シンポジウム
    • 発表場所
      ホテルアウィーナ大阪(大阪府)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi