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カルボランをスピン源とする磁性元素ブロックの開発

公募研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 25102516
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
研究機関京都大学

研究代表者

伊藤 彰浩  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90293901)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードカルボラン / 蛍光 / 安定ラジカル / 磁性高分子 / 高スピン分子 / 混合原子価
研究実績の概要

本研究課題では、パイ電子系有機分子ユニットに、ホウ素クラスターであるカルボランを導入した新規な有機ー無機ハイブリッド型磁性元素ブロックを開発することを目的としている。今年度は、芳香族アミン化合物にカルボランを導入した分子系を新たに合成した上で、実験的ならびに理論的に合成化合物群を調べ、それらの電子状態について明らかにし、新たな元素ブロックモノマーとしての可能性について調べた。例えば、最も単純な芳香族アミンである、トリフェニルアミンのフェニル末端にカルボランクラスターを導入した場合には、もとのトリフェニルアミンそれ自体の電子状態に影響を及ぼさないことがわかった。一方、無発光性のトリフェニルアミンに、カルボランを導入することにより、発光性を付与できることがわかった。この原因について振電相互作用の観点から考察した結果、カルボランを導入することにより、トリフェニルアミンのHOMOのみ、その分布が導入したカルボラン側に非局在化することが原因であることを明らかにした。また、トリフェニルアミンのフェニル末端にカルボランクラスターを1つ導入した誘導体は、アニオン種であるが、Ⅰ電子酸化することにより、双対イオン構造を持つ中性ラジカル種となり、新しいタイプの中性窒素ラジカルとなることを明らかにした。またこのラジカル種は安定であり、磁性元素ブロックの新たな、常磁性モノマーとして利用可能であることを示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electronic Structure of Tetraaza[1.1.1.1]o,p,o,p-cyclophane and its Oxidized States2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sakamaki, Akihiro Ito, Takashi Matsumoto, and Kazuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 4 号: 74 ページ: 39476-39483

    • DOI

      10.1039/c4ra06065b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorescent Triphenylamine Derivative: Theoretical Design Based on Reduced Vibronic Coupling2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kameoka, Masashi Uebe, Akihiro Ito, Tohru Sato, and Kazuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 615 ページ: 44-49

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2014.10.004

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Redox Modulation of para-Phenylenediamine by Substituted Nitr onyl Nitroxide Groups and Their Spin States2013

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, R. Kurata, D. Sakamaki, S. Yano, Y. Kono, Y. Nakano, K. Furukawa, T. Kato, K. Tanaka
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 117 号: 48 ページ: 12858-12867

    • DOI

      10.1021/jp4095613

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アミノ基を有するピレン誘導体の合成と電子物性2015

    • 著者名/発表者名
      倉田亮平・酒巻大輔・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カルボラン含有トリフェニル誘導体の合成と電子物性2015

    • 著者名/発表者名
      上辺将士・亀岡優一郎・伊藤彰浩・佐藤徹・田中一義
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ニトロキシドラジカル置換カルボラン誘導体の合成とスピン状態2014

    • 著者名/発表者名
      風間達也・上辺将士・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      第25回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス・萩ホール
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カルボラン含有芳香族アミンの合成と電子物性2014

    • 著者名/発表者名
      上辺将士・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      第25回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス・萩ホール
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フェニレン架橋したテトラアザシクロファンダイマーの合成と電子物性2014

    • 著者名/発表者名
      大西亜維良・倉田亮平・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      第25回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス・萩ホール
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヘキサベンゾコロネンからなるアザシクロファンの合成と電子物性2014

    • 著者名/発表者名
      倉田亮平・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      第25回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス・萩ホール
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Macrocyclic Oligoarylamines as Versatile Hole and Spin-Transport Materials2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Ito
    • 学会等名
      International Conference on Synthetic Maetals (ICSM) 2014
    • 発表場所
      Turku, Finland
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Characterization of a Polymacrocyclic Arylamine Containing Localized Spins2014

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Kurata, Daisuke Sakamaki, Akihiro Ito, Kazuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Synthetic Maetals (ICSM) 2014
    • 発表場所
      Turku, Finland
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Structural Change in Oxidized States of 9,10-Diaminoanthracenes and Their Electronic Structures2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Uebe, Akihiro Ito, Kazuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Synthetic Maetals (ICSM) 2014
    • 発表場所
      Turku, Finland
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Electronic Properties of Boron-Nitrogen-Substituted Anthracene Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Masashi Uebe, Daisuke Sakamaki, Akihiro Ito, Kazuyoshi Tanaka
    • 学会等名
      15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-15)
    • 発表場所
      Taipei
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素原子と窒素原子を含むアントラセン誘導体の光物性2013

    • 著者名/発表者名
      上辺将士・酒巻大輔・伊藤彰浩・田中一義
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学目白キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_03/index_J.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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