| 研究課題/領域番号 |
15H02164
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
戸部 義人 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (60127264)
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| 研究分担者 |
廣瀬 敬治 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10252628)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 二次元ポリマー / 固液界面 / 気液界面 / 自己集合単分子膜 / 芳香族化合物 / 一重項ジラジカル / 開殻性分子 |
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| 研究実績の概要 |
（１）開殻性一重項分子
１－１．テトラシクロペンタテトラフェニレン(TCPTP)の金属還元種の精製と同定：すでに合成に成功したTCPTPをリチウムやカリウムで還元し、ジアニオンおよびテトラアニオンを生成し、それらの分光学的同定を行った。とくに還元種において内外の環状共役が顕著になった特異な共役電子系の生成に着目し、データの分析と量子化学計算に基づく考察を行った。また共同研究を通じて結晶構造解析も検討している。
（２）二次元ポリマー
２－１．固液界面における自己集合単分子膜の利用：グラファイトと有機溶媒の界面においてアルキル置換デヒドロベンゾ[12]アヌレン(DBA)が形成する多孔性単分子膜において、アルキル鎖中に組み込んだ反応性の不飽和カルボニル基間の炭素－炭素結合形成により二次元ポリマーの合成を行うための分子を設計し、それを目的どおり合成した。さらに単分子膜形成の最適化と種々の反応条件の検討を行ったが、現時点では架橋反応にふさわしい二次元構造は得られていない。
２－２．気液界面における自己集合単分子膜の利用：反応性部位をもつモノマーユニットが空気と水の界面で形成するLangmuir膜を用いて二次元ポリマーの合成を行ことを目的とし、末端ビニル基をもつ６回対称型モノマーを合成した。さらにLangmuir膜の形成を確認し、橋掛け反応を試みたところポリマーがえられたが、その構造の均一性を証明するには至っていない。末端にケイ皮酸エステル部位を導入し、より安定なLangmuir膜を形成すると期待されるモノマーを合成するための反応設計を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
（１）開殻性一重項分子１－１．テトラシクロペンタテトラフェニレンのカリウムによる還元種の精製と同定に成功した。中性種についても、結晶構造解析において高対称性をもつ分子の存在を示す予備的知見を得た。これらの結果は、当初の計画を上回っている。
１－２．キラルなインデセノジフルオレン(IDF)の合成と物性の解明
合成はまだ完結していないが、目的物の一方の部品となる化合物の合成は終わっている。
（２）二次元ポリマー２－１．固液界面における自己集合単分子膜の利用：グラファイトと有機溶媒の界面においてアルキル置換デヒドロベンゾ[12]アヌレン(DBA)が形成する多孔性単分子膜を用いて、炭素－炭素結合形成を試みているが、現時点では架橋に適した二次元構造が形成されていない。したがって、このテーマについてはやや遅れていると判断している。
２－２．気液界面における自己集合単分子膜の利用：反応性部位をもつ６回対称型モノマーユニットの合成を達成し、それが空気と水の界面でLangmuir膜を形成すること、さらにLangmuir膜における橋掛け反応の進行を観測した。しかしポリマーの構造の周期性は証明されていない。したがって、おおむね順調に進展していると判断されるが、今後は、末端にケイ皮酸エステル部位を導入し、より安定なLangmuir膜を形成すると期待されるモノマーを合成し、それを用いた二次元ポリマー合成を行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）開殻性一重項分子１－１．テトラシクロペンタテトラフェニレン(TCPTP)の金属還元種の精製と同定：すでに合成に成功したTCPTPをリチウムやカリウムで還元し、ジアニオンおよびテトラアニオンを生成し、それらの分光学的同定を行う。とくに還元種において内外の環状共役が顕著になった特異な共役電子系の生成に着目する。共同研究を通じて結晶構造解析にも挑む。
１－２．キラルなインデセノジフルオレン(IDF)の合成と物性の解明：これまでの合成ルートに従い、さらに合成を進める。
（２）二次元ポリマー ２－１．固液界面における自己集合単分子膜の利用：アルキル置換デヒドロベンゾ[12]アヌレン(DBA)が架橋反応に適した二次元構造を形成するように、自己集合膜形成の条件をさらに検討する。また、カルボニル基の存在が障害となるようであれば、カルボニル基をもたないDBAやそれとの混合分子膜の形成を検討する。
２－２．気液界面における自己集合単分子膜の利用：従来のモノマー成分と同じ６回対称の骨格を有し、末端にケイ皮酸エステル部位を導入したモノマーを合成する。長鎖アルキル基をもつケイ皮酸エステル部位より安定なLangmuir膜を形成すると期待される。膜形成に引き続きそれを用いた二次元ポリマー合成とポリマーの構造解析を行う。
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