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2020 年度 実績報告書

直交型分散力を用いた分子間高密度共役の実現

計画研究

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
研究課題/領域番号 20H05866
研究機関大阪府立大学

研究代表者

酒巻 大輔  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60722741)

研究分担者 清水 大貴  京都大学, 工学研究科, 助教 (10845019)
春田 直毅  京都大学, 福井謙一記念研究センター, 特定助教 (90784009)
研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワードフタロシアニン / アザアセン / πスタック / 分散力 / 高密度共役
研究実績の概要

これまでの研究によって、周縁部に8枚のジアザペンタセンを導入したフタロシアニンがそれぞれのジアザペンタセン部位を噛み合わせるように会合することで強固な二量体を形成することが分かっていた。この会合体の形成は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析によって単量体と二量体がそれぞれ単離可能であることおよび、反磁性である亜鉛フタロシアニンの溶液中での核磁気共鳴スペクトル、常磁性である銅フタロシアニンに対する電子スピン共鳴スペクトルによって確認されていたが、X線を用いた結晶解析には成功していなかった。このことは、ジアザペンタセンの外側に位置する置換基がノルマルヘキシル基であったため、会合体同士の相互作用に乏しく、良質の結晶が得られなかったためであった。そこで本年度は、X線結晶解析による会合体の構造決定を目指し、より強い分子間相互作用を示す側鎖を導入した新規ジアザペンタセン置換フタロシアニンの開発を行った。異なる置換基を導入した誘導体を種々合成し、結晶化を試みたところ、良質な単結晶を与えるものを見出すことができた。この結晶に対して単結晶X線構造解析を行い、その結晶構造を明らかにすることに成功した。二量体の構造は、核磁気共鳴および電子スピン共鳴スペクトルからの予測通り、それぞれのアザアセン部位を噛み合せたように会合していることが実証された。また、二量体間には側鎖部分同士によるCH/π相互作用が見られ、これが良質な結晶を与えた原因であると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究当初からの重要課題であった円筒状πスタックによって会合したフタロシアニン二量体の結晶構造解析に成功したため。

今後の研究の推進方策

円筒状πスタックによって会合したフタロシアニン二量体の電子的性質の解明を実験・理論の両面からさらに推進する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Electronic Properties of Directly Linked Dihydrodiazatetracene Dimers2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Katsuki、Sakamaki Daisuke、Fujiwara Hideki
    • 雑誌名

      Chemistry ? A European Journal

      巻: 27 ページ: 4430~4438

    • DOI

      10.1002/chem.202005005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tetrathiafulvalene‐Inserted Diphenoquinone: Synthesis, Structure, and Dynamic Redox Property2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuoka Misaki、Sakamaki Daisuke、Fujiwara Hideki
    • 雑誌名

      Chemistry ? A European Journal

      巻: 26 ページ: 14144~14151

    • DOI

      10.1002/chem.202002291

    • 査読あり
  • [学会発表] フェノキシラジカルを導入した拡張TTF誘導体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      服部 美鈴、酒巻 大輔、藤原 秀紀
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] ジシアノメチルラジカルを導入したフェロセン誘導体の合成と動的共有結合特性2021

    • 著者名/発表者名
      石本 実里、酒巻 大輔、藤原 秀紀
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] ジアザキノイド骨格を有する拡張型TTF分子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      溝川 舜介、松田 瞳、酒巻 大輔、藤原 秀紀
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 1,3-ジチオール環を置換した新規スクアライン色素の合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      村田 司、酒巻 大輔、岡 大志、前田 壮志、八木 繁幸、藤原 秀紀
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] フラビリウム骨格とオキソカーボン酸残基からなる近赤外吸収色素の合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      大野 友彰、前田 壮志、酒巻 大輔、岡 大志、八木 繁幸、藤原 秀紀
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 含窒素ヘテロテトラセンの酸化的二量化によるダブルヘテロヘリセンの合成・構造・原始的性質2021

    • 著者名/発表者名
      田中 駿也、田中 克輝、瀧野 真由、酒巻 大輔、藤原 秀紀
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会

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公開日: 2021-12-27  

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