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2018 年度 実績報告書

ピロールを基軸とする含窒素ナノグラフェンの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K05698
研究機関愛媛大学

研究代表者

高瀬 雅祥  愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 准教授 (90516121)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードピロール / アザコロネン / 拡張π電子系 / 局面π電子系 / 酸化還元特性 / ラジカルカチオン
研究実績の概要

構造の明確な含ピロールπ電子系化合物の創製に取り組んだ。具体的には、(1)窒素原子を含むベルト状のπ共役を有する環状化合物の構築、(2)ピロール縮環拡張π電子系化合物の構築、(3)近赤外吸収能を有するオリゴピロールの構築、を研究目的とした。
(1)においては、ベルト状分子の部分構造体であるビシクロ[2.2.2]オクタジエンで架橋されたヘキサピロロヘキサアザコロネン(HPHAC)二量体を合成し、酸化剤を用いた滴定実験などから、二つのHPHAC間におよぼす物性評価を行った。また、芳香族求核置換反応(SNAr)を用いて、リング状構造を有する前駆体のワンポット合成に成功した。(2)においては、HPHACの中心骨格をナフタレンに置き換えたfused-OPNの酸化種(ラジカルカチオン、ジカチオン)の光学特性、芳香族性などについて、DFT計算を行うと共 に、吸収スペクトルやNMR測定により実験的に明らかにした。また、さらにπ拡張されたHPHAC類縁体や部分的に渡環していない「部分渡環体」の合成にも成功しており、引き続きその構造と基礎物性解明を進めている。この部分渡環体を前駆体として反芳香族性を示す類縁体の合成にも成功した。さらに、ピロールの代わりにアズレンを導入した誘導体の合成にも成功し、特徴的な酸化種の安定性と芳香族性との関連性について明らかにした。一方(3)においては、スクアリン酸やクロコン酸などのオキソカーボン酸とオリゴピロール、チオフェンなどを共役させたいくつかの分子の合成に成功し、分子内に正電荷と負電荷を有するベタイン電子構造が吸収波長の長波長化に有効である事を明らかにした。 さらに、カルバゾールを用いたSNAr反応により、キラリティーを有するプロペラ状π電子系化合物の合成にも成功し、円偏光発光を示す事などから特許出願も行った。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Redox Properties of Pyrrole- and Azulene-fused Azacoronene2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, Y; Takase, M.*; Okujima, T.; Mori, S.; Uno, H.*
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 21 ページ: 1900-1903

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b00515

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Structures, and Properties of Core-expanded Azacoronene Analog: A Twisted π-system with Two N-doped Heptagons2018

    • 著者名/発表者名
      Oki, K; Takase, M.*; Mori, S.; Shiotari, A.; Sugimoto, Y.; Ohara, K.; Okujima, T.; Uno, H.*
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 ページ: 10430-10434

    • DOI

      10.1021/jacs.8b06079

    • 査読あり
  • [学会発表] 反芳香族性を示す拡張アザコロネン類の合成2019

    • 著者名/発表者名
      沖 光脩 ・髙瀨雅祥 ・森 重樹 ・宇野英満
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] アズレン-ピロール縮環アザコロネンの合成と物性2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木良城・髙瀬雅祥・奥島鉄雄・森 重樹・宇野英満
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 酸化還元特性を示す元窒素縮合多環系色素の開発2019

    • 著者名/発表者名
      髙瀬雅祥
    • 学会等名
      愛媛大学 リサーチユニット研究会:機能性固体材料の最前線
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Curved Pyrrole-fused Azacoronenes2018

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Takase, Kosuke Oki, Yoshiki Sasaki, Shigeki Mori, Tetsuo Okujima, and Hidemitsu Uno
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules & Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-Planar Pyrrole-fused Azacoronenes With Various Redox States2018

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Takase
    • 学会等名
      The 233rd Electrochemical Society Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高度に湾曲した拡張ア ザコロネン類の合成と物性2018

    • 著者名/発表者名
      沖光脩・高瀬雅祥・ 森重樹・奥島鉄雄・宇野英満
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会

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公開日: 2019-12-27  

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