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2014 年度 実績報告書

光感応性π単結合化合物の創製と機能

計画研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 24109008
研究機関広島大学

研究代表者

安倍 学  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30273577)

研究分担者 古川 貢  新潟大学, 研究推進機構, 准教授 (90342633)
研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2017-03-31
キーワード一重項ジラジカル / π単結合 / マクロ環 / ストレッチ効果
研究実績の概要

本新学術領域研究では,精緻に構造制御された分子性化合物の多くが,外場からの物理的・化学的刺激に鋭敏に応答して物質機能の要である高エネルギー化学種に容易に変化する「感応性化学種」である点に着目し,その合理合成法と構造・反応・物性について異分野融合型の研究組織を用いて追求することにより、真に独創的な機能性物質群を創造することを目的としている.A02班では,特に,新物性創出のための感応性化学種に焦点をあてた研究を推進している.その中で本計画研究の役割は,光に鋭敏に応答し優れた機能を発現する新規な感応性化学種の創製を目指し,未開拓結合様式「π単結合」を持つ化合物群の創製とその新規な高エネルギー結合から生まれる新たな機能を精査する,である.
平成26年度の研究では,これまで,室温で数マイクロ秒程度の寿命であったπ単結合性を有する一重項ジラジカルをマクロ環内に導入することと,マクロ環骨格によるストレッチ効果を利用した一重項ジラジカルの長寿命化を目指した.一重項ジラジカルの前駆体となるアゾ骨格(-N=N-)をマクロ環内に導入する合成手法の開発から開始した.PtとSn置換基とのトランスメタル化反応により,マクロ環合成の前駆体となるジブロマイドの合成し,最終段階で,Niを用いたカップリング反応によりマクロ環骨格内へのアゾ官能基の導入に成功した.そのマクロ環骨格の構造は,X線構造解析により確認し,ストレッチ効果を発現するナフタレン骨格が歪み湾曲していることが確認された.今後は,そのアゾ化合物の脱窒素反応を試み,長寿命一重項ジラジカルの発生を試みる.

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

本研究の最終的な目標は,π単結合性を有する一重項ジラジカルの長寿命化とその光機能性を探査することにある.平成26年度までの研究で,一重項ジラジカルが,ラジカル部位に隣接する置換基の立体効果と隣接元素の電子的な効果により,長寿命化することを明らかにしてきた.平成26年度の研究で果敢に挑戦したマクロ環内へのアゾ官能基の導入に成功したことにより,ストレッチ効果を利用した一重項ジラジカルの長寿命化に対する新たなステージに入り,飛躍的な研究成果が期待される.

今後の研究の推進方策

当該領域では,合成化学者のみならず,理論,物性評価,材料開発の専門家が集結している。本計画研究では,新しい結合様式π単結合に基づく新規物質群の創製を実施するが,これまでの研究で,炭素―炭素単結合が可視領域に光吸収を持つという既成概念では理解できない現象(=新たな創造の種)を見いだしている。未開拓な結合様式を持つπ単結合化合物の学理と応用を追求し新たな物質科学の創造へと展開するため,スピンダイナミクス研究の専門家である古川博士,A01,04班の理論化学者・中野博士,吉澤博士,A01班の分光学者・小倉博士,A03班の合成化学者・小澤博士,時任博士との共同研究および情報交換を綿密に行う。さらには,A01,02班の元素化学者,山本博士と関口博士との連携研究により,π単結合の一般化を図る。この本領域内でのみ可能な共同研究により,単独の研究では達成できない真に新たな物質群を創製する研究を推進する。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Photolysis of Acetophenone Derivatives with α-Cyclopropyl Substituents.2015

    • 著者名/発表者名
      Upul Ranaweera, R. A. A., Weragoda, G. K.; Bain, J.; Watanabe, S.; Abe, M.; Gudmundsdottir, A. D.
    • 雑誌名

      J. Phys. Org. Chem.

      巻: 28 ページ: 137-146

    • DOI

      DOI: 10.1002/poc.3389

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1,8-Disubstituted Xanthylidene-based Remote Carbenes: Photolytic Generation and Isolation of Low-coordinate Palladium(II) Complex.2015

    • 著者名/発表者名
      Sugawara, S.; Abe, M.; Fujiwara, Y.; Wakioka, M.; Ozawa, F.; Yamamoto, Y.
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 22 ページ: 534-541

    • DOI

      DOI:10.1002/ejic.201403017

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron-spin resonance (ESR) characterization of quintet spin-state bis-nitroxide-bearing cyclopentane-1,3-diyl diradicals.2015

    • 著者名/発表者名
      Omokawa, Y.; Hatano, S.; Abe, M.
    • 雑誌名

      J. Phys. Org. Chem.,

      巻: 28 ページ: 137-146

    • DOI

      10.1002/poc.3381

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scope and Limitation for FeSO4-Mediated Direct Arylation of Heteroarenes with Arylboronic Acids and Its Synthetic Applications.2014

    • 著者名/発表者名
      Komeyama, K.; Nagao, Y.; Abe, M.; Takaki, K.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 87 ページ: 301-313

    • DOI

      10.1246/bcsj.20130166

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Time-Resolved IR Spectroscopy of 1,3-Dicyanophenylcyclopentane-1,3-diyl Diradicals: CN Stretching Wavenumber as a Vibrational Signature of Radical Character.2014

    • 著者名/発表者名
      Maeda, Akihiro; Oshita, Takehide; Abe, Manabu; Ishibashi, Taka-aki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem., B,

      巻: 118 ページ: 3991-3997

    • DOI

      10.1021/jp500636j

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mode Switching of a Self-Propelled Camphor Disk Sensitive to the Photoisomerization of a Molecular Layer on Water.2014

    • 著者名/発表者名
      Nakata, S.; Miyaji, T.; Matsuda, Y.; Yoshii, M.; Abe, M.
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 30 ページ: 7353-7357

    • DOI

      10.1021/la5016803

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Caged Glutamates with π-Extended 1,2-Dihydronaphthalene Chromophore: Design, Synthesis, Two-Photon Absorption Property, and Photochemical Reactivity.2014

    • 著者名/発表者名
      Boinapally, Srikanth; Huang, Bo; Abe, Manabu; Katan, Claudine*; Noguchi, Megumi; Watanabe, Satoshi; Kasai, Haruo; Xue, Bing; Kobayashi, Takayoshi.
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 79 ページ: 7822-7830

    • DOI

      10.1021/jo501425pl

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study on Diradical Characters and Nonlinear Optical Properties of 1,3-Diradical Compounds.2014

    • 著者名/発表者名
      Kishi, Ryohei; Murata, Yusuke; Saito, Michika; Morita, Keisuke; Abe, Manabu; Nakano, Masayoshi.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem., A

      巻: 118 ページ: 10837-10848

    • DOI

      10.1021/jp508657s

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] スルホイミド基が隣接したキラルブレンステッド酸の酸性度とその反応性2015

    • 著者名/発表者名
      市来隼哉,坂井,高木隆吉,安倍学
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 平面環状骨格によるストレッチ効果を利用したジラジカルの長寿命化2015

    • 著者名/発表者名
      大西啓太,安倍学
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 光照射時のみスピン状態が変化する光スイッチング分子の開発2015

    • 著者名/発表者名
      下川知恵,波多野さや佳,安倍学
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 4,4-ジアルコキシ-1,2-ジアザシクロペンタン-3,5-ジイルジラジカルの発生とその反応性2015

    • 著者名/発表者名
      吉富翔平,安倍学
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] シクロプロパン誘導体の異常発光現象に及ぼす置換基効果2015

    • 著者名/発表者名
      金原幸誠,安倍学
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] アリルアミン誘導体の光[2+2]付加環化反応の開発2015

    • 著者名/発表者名
      内橋賢吾,安倍学
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] シクロブタン-1,3-ジイリデンカルベンの最安定スピン多重度と分子構造に及ぼす置換基効果:ビシクロ[1.1.0]ブタ-1(3)-エン構造の形成2015

    • 著者名/発表者名
      藤田祥基,安倍学,鈴木達也,塩田淑仁,吉澤一成
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 生理学実験に優れた2光子吸収能を持つ光解離性保護基の合成2015

    • 著者名/発表者名
      小森直光,安倍学
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 光励起ケトンによるラジカル付加反応における脱離基の調査2015

    • 著者名/発表者名
      田村孝明,高木隆吉,安倍学
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] Photochemical Generation of 4,4-Dialkoxy-1,2-diazacyclopentane-3,5-diyls and Their Reactivity2014

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Yoshidomi and Manabu ABE
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium for Young Chemists on Stimuli-Responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
    • 発表場所
      Osaka University
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-10
  • [学会発表] Substituent Effect on the electronic structure of cyclubutane-1,3-diylidene dicarbene2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Fujita, Manabu Abe, Tatsuya Suzuki, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium for Young Chemists on Stimuli-Responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
    • 発表場所
      Osaka University
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-10
  • [学会発表] Caged Glutamate with p-Extended 1,2-Dihydronaphthalene Chromophore: Design, Synthesis, Two-Photon Absorption (TPA) Property, and Photochemical Reactivity2014

    • 著者名/発表者名
      Manabu ABE
    • 学会等名
      The 8th Taiwan-Japan Bilateral Symposium on Architecture of Funtional Organic Molecules
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2014-11-27 – 2014-11-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Envelop Form of Singlet Cyclopentane-1,3-diyls: Crucial Role in Stereoselectivity in the Photochemical Denitrogenation of Cyclic Azoalkanes2014

    • 著者名/発表者名
      Manabu ABE
    • 学会等名
      2nd IUPAC International Conference on Physical Organic Chemistry
    • 発表場所
      Ottawa (Canada)
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Caged Glutamates with π-Extended 1,2-Dihydronaphthalene Chromophore: Design, Synthesis, Two Photon Absorption (TPA) Property, and Photochemical Reactivity2014

    • 著者名/発表者名
      Manabu Abe
    • 学会等名
      The 10th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
    • 発表場所
      Seoul(韓国)
    • 年月日
      2014-06-21 – 2014-06-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical Study on the Diradical Characters and Optical Response Properties of Open-Shell Chemical Species Involving Cyclopentane-1,3-Diradical Structures A Study on Photochemical [2+2] Cycloaddition of Allylamine Derivative2014

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Kishi, Yusuke Murata, Michika Saito, Kotaro Fukuda, Hiroshi Matsui, Shota Takamuku (Osaka Univ., Japan), Manabu Abe (Hiroshima Univ., Japan), Masayoshi Nakano (Osaka Univ., Japan)
    • 学会等名
      The international symposium on reactive intermediates and unusual molecules (ISRIUM2014) Hiroshima
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 年月日
      2014-04-01 – 2014-04-06
  • [学会発表] Generation of 4,4-Dialkoxy-1,2-diazacyclopentane-3,5-diyls and Their Reactivity2014

    • 著者名/発表者名
      *Shohei Yoshidomi, Manabu Abe
    • 学会等名
      The international symposium on reactive intermediates and unusual molecules (ISRIUM2014)
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 年月日
      2014-04-01 – 2014-04-06
  • [学会発表] A Study on the Chemistry of Multi-Radical Species Embedded in Macrocyclic Rings2014

    • 著者名/発表者名
      *Shunsuke Kumashiro, Manabu Abe
    • 学会等名
      The international symposium on reactive intermediates and unusual molecules (ISRIUM2014)
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 年月日
      2014-04-01 – 2014-04-06
  • [備考] 反応有機化学研究グループ

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/roc/index.html

  • [備考] 安倍学ホームページ

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/mabe/Welcome.html

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公開日: 2016-06-01  

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