• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

大環状芳香族分子の自己組織化によるナノ細孔性固体の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K04864
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 宗太  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任准教授 (40401129)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード自己組織化 / 大環状芳香族化合物 / アルカリ金属 / リチウムイオン電池
研究実績の概要

本研究では,芳香族有機分子ユニットを環状に連結した中心部に空孔を有する大環状芳香族分子を合成し,その空孔が1次元に整列した結晶性集積固体の構築,および1次元空孔に固有の機能開拓をめざした.ニッ ケル触媒を用いた山本型カップリング反応を基軸に,新しい芳香族有機分子ユニットを採用し,その環状化反応を行うことで新規大環状芳香族分子を多数合成できてきており,機能探索に必要な100 mgを超えるスケールでの大量合成の経路も見出すことができてきた.それらの一部はすでに原著論文として発表するに至っている.分子中央部の空孔を埋める結晶化溶媒が結晶構造全体の構築にも寄与するため,溶解度とともに,溶媒分子の極性や大きさ,官能基の種類なども考慮して結晶化をスクリーニング的に探索した.その結果,全ての分子に対してではないものの,中央部の空孔が1次元配列したチャンネル構造を持つ結晶を調製できた.さらに,真空下で加熱乾燥して結晶化溶媒分子を除去してもその細孔構造は維持できることを見出している.分子中央の空孔および分子間の空隙に溶媒分子がディスオーダーして観測されるために単結晶X線構造解析は困難であったが,放射光X線を用いた回折実験と最新の解析法を併用することで分子構造を決定できた.さらに,機能探索を行う粉体状態でも粉末X線回折データをRietveld解析することで精密な分子充填構造を明らかにできた.1次元空孔に固有な機能を探索する中で,不活性ガスや揮発性有機溶媒を吸着することを見出してきており,また,芳香族分子のπ共役面を活用することで電池電極材料として利用できることがわかってきた.

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institut Laue-Langevin
  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      National University of Singapore
  • [雑誌論文] Unbiased Rotational Motions of an Ellipsoidal Guest in a Tight Yet Pliable Host2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Zhe、Mio Tatsuru、Okada Tomohiko、Matsuno Taisuke、Sato Sota、Kono Hirohiko、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 ページ: 2040~2044

    • DOI

      10.1002/anie.201812771

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite phenine nanotubes with periodic vacancy defects2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Zhe、Ikemoto Koki、Fukunaga Toshiya M.、Koretsune Takashi、Arita Ryotaro、Sato Sota、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Science

      巻: 363 ページ: 151~155

    • DOI

      10.1126/science.aau5441

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periphery Design of Macrocyclic Materials for Organic Light-Emitting Devices with a Blue Phosphorescent Emitter2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshii Asami、Ikemoto Koki、Izumi Tomoo、Taka Hideo、Kita Hiroshi、Sato Sota、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: - ページ: in press

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b00717

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Structures, and Assembly of Geodesic Phenine Frameworks with Isoreticular Networks of [n]Cyclo-para-phenylenes2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Zhe、Mio Tatsuru、Ikemoto Koki、Sato Sota、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 84 ページ: 3500~3507

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b00085

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two polyhedral frameworks of an M12L24 spherical complex revealed by replica-exchange molecular dynamics simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Tachi Yuhei、Sato Sota、Yoneya Makoto、Fujita Makoto、Okamoto Yuko
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 714 ページ: 185~189

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.10.059

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ratchet-free solid-state inertial rotation of a guest ball in a tight tubular host2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno Taisuke、Nakai Yusuke、Sato Sota、Maniwa Yutaka、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04325-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluctuating Carbonaceous Networks with a Persistent Molecular Shape: A Saddle-Shaped Geodesic Framework of 1,3,5-Trisubstituted Benzene (Phenine)2018

    • 著者名/発表者名
      Ikemoto Koki、Lin Jennie、Kobayashi Ryo、Sato Sota、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 ページ: 8555~8559

    • DOI

      10.1002/anie.201803984

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Concyclic CH-π arrays for single-axis rotations of a bowl in a tube2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno Taisuke、Fujita Masahiro、Fukunaga Kengo、Sato Sota、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06270-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidating the Solvent Effect on the Switch of the Helicity of Poly(quinoxaline-2,3-diyl)s: A Conformational Analysis by Small-Angle Neutron Scattering2018

    • 著者名/発表者名
      Nagata Yuuya、Nishikawa Tsuyoshi、Suginome Michinori、Sato Sota、Sugiyama Masaaki、Porcar Lionel、Martel Anne、Inoue Rintaro、Sato Nobuhiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 ページ: 2722~2726

    • DOI

      10.1021/jacs.7b11626

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 周期孔をもつ新しいナノチューブの化学合成2019

    • 著者名/発表者名
      福永隼也,孫哲,池本晃喜,是常隆,有田亮太郎,佐藤宗太,磯部 寛之
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 湾曲芳香族パネルを用いた直径縮小らせん型カーボンナノチューブ分子2019

    • 著者名/発表者名
      古樫加奈子,松野太輔,佐藤宗太,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] Construction and solid-state dynamics of supramolecular hydrocarbon bearings2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Nakai, Y.; Maniwa, Y.; Sato, S.; Fujita, M.; Fukunaga, K.; Isobe, H.
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] CH-π水素結合によるbowl-in-tube型超分子錯体の構築2019

    • 著者名/発表者名
      福永健悟,藤田昌暉,松野太輔,佐藤宗太,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 柔軟なシクロアリーレンホストと楕円体型ゲストからなる超分子錯体の構造と挙動2019

    • 著者名/発表者名
      美尾樹,孫哲,岡田朝彦,松野太輔,佐藤宗太,河野裕彦,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] リチウムイオン電池の高容量負極材料:ナノチャンネルをもつ大環状芳香族分子の結晶2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤宗太
    • 学会等名
      第103回新電池構想部会
    • 招待講演
  • [学会発表] キラル筒状分子の二重らせん型集積とキラル光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤宗太,芳井朝美,高橋さつき,古海誓一,竹内正之,磯部寛之
    • 学会等名
      Symposium on 2018 Molecular Chirality
  • [学会発表] Chiral Intertwined Spirals and Chiroptical Properties Dictated by Cylinder Helicity2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, S.; Yoshii, A;Takahashi, S.; Furumi, S.;Takeuchi, M.; Isobe,H.
    • 学会等名
      24th IUPAC Conference on Physical Organic Chemistry (ICPOC24)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Structures of Nanometer-sized Geodesic Phenylene Bowl2018

    • 著者名/発表者名
      Ikemoto, K.; Kobayashi, R.; Sato, S.; Isobe, H.
    • 学会等名
      24th IUPAC Conference on Physical Organic Chemistry (ICPOC24)
    • 国際学会
  • [学会発表] 化学の力でうみだす新発想マテリアル2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤宗太
    • 学会等名
      東京大学理学部オープンキャンパス2018 講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Assembly, Thermodynamics and Structures of a Two-wheeled Composite of a Dumbbell-shaped Molecule and Cylindrical Molecules with Different Edges2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Kamata, S.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Sarkar, P.; Isobe, H.
    • 学会等名
      The Third International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules & Materials (CURO-π3)
    • 国際学会
  • [学会発表] 1,3,5-三置換ベンゼン(フェニン)を構成要素としたサドル状ジオデシック芳香族炭化水素分子の合成と構造2018

    • 著者名/発表者名
      池本晃喜,Jennie Lin,小林良,佐藤宗太,磯部寛之
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] らせん性を持つ湾曲π共役分子の自己集合におけるπ拡張の効果2018

    • 著者名/発表者名
      古樫加奈子, 松野太輔, 佐藤宗太, 磯部寛之
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] キラル筒状分子の二重らせん型集積とキラル光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      芳井朝美,佐藤宗太,高橋さつき,古海誓一,竹内正之,磯部寛之
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 強固な筒状ホスト内での球状回転子の歯止めのない固体内慣性回転2018

    • 著者名/発表者名
      松野太輔,中井祐介,佐藤宗太,真庭豊,磯部寛之
    • 学会等名
      第55回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • [学会発表] Ratchet-free solid-state inertial rotation of a guest ball in a tight tubular host2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno,T.; Nakai, Y.; Sato, S.; Maniwa, Y.; Isobe, H.
    • 学会等名
      第18回蓼科会議
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral Intertwined Spirals and Chiroptical Properties Dictated by Cylinder Helicity: The Most Intense Circularly Polarized Luminescence in Organic Compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, S.
    • 学会等名
      The 25th International Display Workshops
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 佐藤宗太プロフィール

    • URL

      http://www.jst.go.jp/erato/isobe/members/dr_sato_profile.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi