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伝導性高分子鎖のエントロピー制御に最適な分子設計と合成

公募研究

研究領域理論と実験の協奏による柔らかな分子系の機能の科学
研究課題/領域番号 26104521
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

寺尾 潤  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00322173)

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 *注記
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード分子チューブ / 包接 / ポルフィリン / 共役分子 / 電荷移動度 / テンプレート / 分子認識 / 導電性分子 / シクロデキストリン誘導体 / 分子内電荷移動度 / 分子ワイヤ / フェニレンエチニレン / 燐光発光 / 配位重合 / 薗頭カップリング / メタロポリマー
研究実績の概要

高電荷輸送特性を有する分子チューブの合成とその包接能を予備的に調べるために, 環状分子を合成し, その包接能について検討した。環状分子はフルオレンおよびエステル基を有するポルフィリンという剛直な共役系からなる。よって, 環状分子を重合して得られる分子チューブは決まったサイズの空孔を有することからサイズ認識能が期待できる。合成した環状分子を用いてその包接能を調べたところ, 1Hおよび13C NMRスペクトル, MALDI-TOF MSスペクトルを用いることで, Zn-N間の配位結合によってビピリジル誘導体と, ππ相互作用によってC60と, そして水中において親水疎水相互作用に由来する相互作用に基づき完全メチル化シクロデキストリン誘導体と包接錯体を形成することが明らかとなった。次にテンプレート法によって環状分子を基本ユニットとした導電性分子チューブの選択的合成を行った。環状分子のアルキンは重合点であり, ポルフィリンを含む一次元構造は共役系であることから導電部位と見なすことができる。環状分子はフルオレンおよびポルフィリン誘導体との逐次的なカップリング反応によって合成した。また, テンプレート分子としてビピリジルベンゼンをアルキル鎖によって連結したテンプレートを合成した。これは, 環状分子がZn-N間の強固な配位結合によって包接能を示す部分構造が二か所あることで環状分子二分子を近接すると考えられる。環状分子, テンプレート分子を混合し高希釈条件下Glaserカップリング反応に付したところ, 分析SECにより高分子量の分子は生成せず, 分子チューブに収束していることが明らかとなった。また, テンプレートを用いない場合では反応の進行は見られず, テンプレートによる反応点の近接効果が反応の加速をもたらしていると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Rational Design for Rotaxane Synthesis via Intramolecular Slippage: Control of Activation Energy by Rigid Axle Length2016

    • 著者名/発表者名
      H. Masai, J. Terao, T. Fujihara, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 19 ページ: 6624-6630

    • DOI

      10.1002/chem.201600429

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Molecular Wires Strapped by π-Conjugated Side Chains: Integration of Dehydrobenzo[20]annulene Units2015

    • 著者名/発表者名
      J. Terao, M. Ohsawa, H. Masai, Y. Kurashige, T. Fujihara, and Y. Tsuji
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 80 号: 17 ページ: 8874-8880

    • DOI

      10.1021/acs.joc.5b01414

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Mechanical Strain on Electric Conductance of Molecular Junctions2015

    • 著者名/発表者名
      J. Inatomi, S. Fujii, S. M. Gonzalez, H. Masai, Y. Tsuji, J. Terao, M. Kiguchi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 119 号: 33 ページ: 19452-19457

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b04386

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Copper-Catalyzed C-C Bond-forming Transformation of CO2 to the Alcohol Oxidation level: Selective Synthesis of Homoallylic Alcohols from Allenes, CO2, and Hydrosilanes2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tani, K. Kuga, T. Fujihara, J. Terao, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 号: 65 ページ: 13020-13023

    • DOI

      10.1039/c5cc03932k

    • NAID

      120005678178

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] N-Heterocyclic Carbene Ligands Bearing Poly(ethylene glycol) Chains: Effect of the Chain Length on Palladium-catalyzed Coupling Reactions Employing Aryl Chlorides2015

    • 著者名/発表者名
      T. Fujihara, T. Yoshikawa, M. Satou, H. Ohta, J. Terao, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 号: 98 ページ: 17382-17385

    • DOI

      10.1039/c5cc07588b

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Phosphorescence and Unimolecular Behavior in the Solid State by Perfect Insulation of Platinum-Acetylide Polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Masai, H.; Terao, J.; Makuta, S.; Tachibana, Y.; Fujihara, T.; Tsuji, Y.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 号: 42 ページ: 14714-14717

    • DOI

      10.1021/ja508636z

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of Functionalized Conductive Wires2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      ICCMSE 2016
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Syntheses and Physical Properties of Functionalized Insulated Molecular Wires2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機能性分子ワイヤの合成と分子素子への応用2015

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Functionalized Insulated Molecular Wires for Molecular Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Insulated Molecular Wires with High Charge Mobility directed toward Molecular Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      International Symposium for Advanced Materials Resarch (ISAMR 2015)
    • 発表場所
      Sun Moon Lake, Taiwan
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Insulated Molecular Wire and its Application to Molecular Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao, Akihisa Wadahama, Akitoshi Matono, Hiroshi Masai, Kyohei Homma, Tetsuaki Fujihara, Yasushi Tsuji
    • 学会等名
      7th Advanced Materials & Nanotechnology
    • 発表場所
      Nelson, New Zealand
    • 年月日
      2015-02-08 – 2015-02-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Functionalized Insulated Molecular Wires with High Charge Mobility2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao, Hiroshi Masai, Akitoshi Matono, Tetsuaki Fujihara, Yasushi Tsuji
    • 学会等名
      9th International Symposium on Integrated Synthesis
    • 発表場所
      Hyogo
    • 年月日
      2014-11-14 – 2014-11-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Functionalized Insulated Molecular Wires2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      The 1st Korea – Japan Bilateral Workshop on Functional Materials Science - Thermoelectrics, Spintronics, Low-dimensional Materials, and Soft Matter–
    • 発表場所
      RIES, Hokkaido University, Japan
    • 年月日
      2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of One-Dimensional Metal-Containing Insulated Molecular Wire with Versatile Properties Directed toward Molecular Electronics Materials2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao, Hiroshi Masai, Tetsuaki Fujihara, Yasushi Tsuji
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Functionalized Insulated Molecular Wires2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao
    • 学会等名
      NIMS Conference 2014
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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