新機能発現場としての巨大な二次元および三次元パイ共役系分子の創造と合成法の開拓

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 反応集積化の合成化学 革新的手法の開拓と有機物質創成への展開
• 研究課題/領域番号: 21106014
• 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: 久保 孝史 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60324745)
• 研究分担者: 蔵田 浩之 福井工業大学, 工学部, 教授 (40263199) ; 松本 幸三 専修大学, 経営学部, 准教授 (40311766) ; 平尾 泰一 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (50506392)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 反応集積化 / グラフェンナノリボン / カゴ型オリゴチオフェン / 四面体型オリゴチオフェン / エッジ状態 / Dirac点 / 三回対称性分子

研究概要

本申請課題では、未だ合成手法の限られる巨大なπ電子系分子の合成法を新たに開拓し、その合成法を鍵とした新物質の創造と、特異な機能性の探索を行うことを目標とした。グラフェンナノリボンについては、同一時空間反応集積化の概念に基づく、幅を原子単位で制御したグラフェンナノリボンの合成につながる合成法の開発に成功した。かご型オリゴチオフェンや四面体型オリゴチオフェンについては、高効率の合成条件を見出すことができ、サイズの異なる分子の合成にも成功した。π拡張プロペランについては、プロペラン主骨格の効率的合成法の開発に成功し、フルオランテンやペリレン骨格を有するプロペランの合成を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Quarteranthene: Elucidating the Characteristics of the Edge State of Graphene Nanoribbons at the Molecular Level (2013)
  • 著者名/発表者名: Konishi, A.; Hirao, Y.; Matsumoto, K.; Kurata, H.; Kishi, R.; Shigeta, Y.; Nakano, M.; Tokunaga, K.; Kamada, K.; Kubo, T
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 135 ページ: 1430-1437
  • DOI: 10.1021/ja309599m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aromaticity and π-bond covalency: prominent intermolecular covalent bonding interaction of a Kekule hydrocarbon with very significant singlet biradical character (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, A.; Hirao, Y.; Matsumoto, K.; Kurata, H.; Kubo, T.; Uruichi M.; Yakushi, K
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 48 ページ: 5629-5631
  • DOI: 10.1039/C2CC31955A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Crystal Structure, and Physical Properties of Sterically Unprotected Hydrocarbon Radicals (2011)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T.; Katada, Y.;Shimizu, A.: Hirao, Y.; Sato, K.; Takui, T.; Uruichi, M.; Yakushi, K.; Haddon, R. C
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 14240-14243
  • DOI: 10.1021/ja2065768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Teranthene: A Singlet Biradical Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Having Kekule Structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Konishi, A.; Hirao, Y.; Nakano, M.; Shimizu, A.; Botek, E.; Champagne, B.; Shiomi, D.; Sato, K.; Takui, T.; Matsumoto, K.; Kurata, H.; Kubo, T
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 ページ: 11021-11023
  • DOI: 10.1021/ja1049737
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alternating Covalent Bonding Interactions in a One-Dimensional Chain of a Phenalenyl-Based Singlet Biradical Molecule Having Kekule Structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, A.; Kubo, T.; Uruichi, M.; Yakushi, K.; Nakano, M.; Shiomi, D.; Sato, K.; Takui, T.; Hirao, Y.; Matsumoto, K.; Kurata, H.; Morita, Y.; Nakasuji, K
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 ページ: 14421-14428
  • DOI: 10.1021/ja1037287
  • 査読あり
• [学会発表] Syntheses and Physical Properties of Singlet Biradical PAHs (2013)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T
  • 学会等名: The 7th Japanese-Russian International Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center
  • 年月日: 20131117-20
  • 招待講演
• [学会発表] Exploring Anti-ferromagnetic State On Zigzag Edges Of Polyperiacene (2013)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T
  • 学会等名: 15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-15)
  • 発表場所: Howard civil service international house, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20130728-0802
  • 招待講演
• [学会発表] Singlet Open-Shell Character of Conjugated Kekule Molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T.; Nakano, M.; Kamada, K
  • 学会等名: 9th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering (ICCMSE2011)
  • 発表場所: Halkidiki, Greece
  • 年月日: 20111002-07
• [学会発表] Synthesis and Investigation of Anti-Ferromagnetic State of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (2011)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T
  • 学会等名: Graphene Workshop in Tsukuba
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20110117-18
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental consideration on intermolecular spin-spin interaction of delocalized singlet biradicals (2010)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T
  • 学会等名: The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 20101215-20
  • 招待講演
• [図書] Spin structure of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), In Physics and Chemistry of Graphene: Graphene to Nanographene, Enoki, T.; Ando, T., Eds (2013)
  • 著者名/発表者名: Konishi, A.; Kubo, T
  • 総ページ数: 289-351 (Chapter 5)
  • 出版者: Pan Stanford Publishing: Singapore
• [図書] Singlet Open-Shell Character of Polyperiacenes., In Graphene and its Fascinating Attributes; Swapan, P.; Enoki, T.; Rao, C. N. R. Eds (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, A.; Konishi, A.; Hirao Y.; Kubo T
  • 総ページ数: 46-57 (Chapter 3)
  • 出版者: World Scientific Publisher: Place of Publication
• [備考]
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/kubo/
• [備考] (1) Selected by the Editorial Board of SYNFACTS (Synfacts 2010, 11, 1238) Kubo, T. et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11021. 新聞報道等
• [備考] (2) Selected by the Editorial Board of SYNFACTS (Synfacts 2010, 5, 0530). Synthesis and Identification of a Trimethylenemethane Derivative pi-Extended with Three pyridinyl Radicals. Kubo, T. et al.Org. Lett. 2010, 12, 836. 新聞報道等
• [備考] (3) Highlighted by Prof. Christoph Lambert in ANGEW. CHEM. INT. ED. (Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1756-1758). Kubo, T. et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11021. 新聞報道等
• [備考] (4) Selected by the Editorial Board of SYNFACTS (Synfacts 2011, 12, 1304). Kubo, T. et. al. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14240. 新聞報道等