光学活性な開殻有機分子の合成と集積構造に基づく複合機能の探索

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05708
• 研究機関: 愛知工業大学
• 研究代表者: 村田 剛志 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (40535358)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 有機中性ラジカル / トリオキソトリアンギュレン / 有機導電体 / キラリティー

研究実績の概要

我々が独自に設計・合成した空気中でも安定な有機中性πラジカルであるトリオキソトリアンギュレン（TOT）が構築する一次元π積層カラム構造へのキラリティーの導入と複合機能の探索について研究した。TOTの骨格周辺に光学活性な置換基（アミノ基・アミド基・オキサゾリン環）を配した新規誘導体の合成に成功し、その物性や自己集合構造を明らかにした。また、光学活性なアルキル鎖を持つ第四球アンモニウムを対カチオンとして用いたTOTの混合原子価塩を合成し、いくつかの塩において結晶構造の解明と高導電性の発現を達成した。これらはいずれもキラルな空間群を持ち、磁場に応答する異方的導電物性の発現が期待される。またその中で、キラルアンモニウムと臭素置換TOTとの組み合わせでは、対カチオンの配向変化を伴う半導体－絶縁体相転移を示す塩を見出し、さらにその相転移が対イオンのキラリティーによって制御できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Intramolecular Magnetic Interaction of Spin-Delocalized Neutral Radicals through m-Phenylene Spacers (2019)
  • 著者名/発表者名: Murata, T.; Asakura, N.; Ukai, S.; Ueda, A.; Kanzaki, Y.; Sato, K.; Takui, T.; Morita, Y.
  • 雑誌名: ChemPlusChem 巻: 84 ページ: in press
  • DOI: 10.1002/cplu.201800662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-Free Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction Based on Trioxotriangulene (2019)
  • 著者名/発表者名: Murata, T.; Kotsuki, K.; Murayama, H.; Tsuji, R.; Morita, Y.
  • 雑誌名: Communications Chemistry 巻: 2 ページ: in press
  • DOI: 10.1038/s42004-019-0149-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Colored Ionic Liquid Based on Stable Polycyclic Anion Salt Showing Halochromism with HCl Vapor (2019)
  • 著者名/発表者名: Enozawa, H.; Ukai, S.; Ito, H.; Murata, T.; Morita, Y.
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 21 ページ: 2161-2165
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.9b00468
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水素結合と電荷移動相互作用の協奏に基づく導電性電荷移動錯体の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 村田剛志・森田 靖・中筋一弘
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 77 ページ: in press
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.77.318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Nuclear Polarization Using Photo-Excited Triplet Electron Spins in Eutectic Mixtures (2018)
  • 著者名/発表者名: Kagawa, A.; Negoro, M.; Ohba, R.; Ichijo, N.; Takamine, K.; Nakamura, Y.; Murata, T.; Morita, Y.; Kitagawa, M.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Chemistry A 巻: 122 ページ: 9670-9675
  • DOI: 10.1021/acs.jpca.8b09934
  • 査読あり
• [雑誌論文] 縮合多環型有機中性ラジカルの安定化と電子スピン構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森田 靖・村田剛志
  • 雑誌名: 電子スピンサイエンス 巻: 16 ページ: 110-116
• [雑誌論文] Mixed-Valence Salts Based on Carbon-Centered Neutral Radical Crystals (2018)
  • 著者名/発表者名: Murata, T.; Yamada, C.; Furukawa, K.; Morita, Y.
  • 雑誌名: Communications Chemistry 巻: 1 ページ: No47/1-8
  • DOI: 10.1038/s42004-018-0048-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trioxotriangulene: Air- and Thermally Stable Organic Carbon-centered Neutral π-Radical without Steric Protection (2018)
  • 著者名/発表者名: Morita, Y.; Murata, T.; Ueda, A.; Yamada, C.; Kanzaki, Y.; Shiomi, D.; Sato, K.; Takui, T.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 91 ページ: 922-931
  • DOI: 10.1246/bcsj.20180074
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 巨大空孔を有するトリオキソトリアンギュレン環状オリゴマーの合成とその構造研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼修作・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] トリオキソトリアンギュレンの直結型π拡張二量体の開殻種の合成と物性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口紗和・鵜飼修作・藤澤香織・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] ボロン酸を有するTOTの合成とクロスカップリングによる官能基変換 (2019)
  • 著者名/発表者名: 安藤龍志・鵜飼修作・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] ヒドロキシ基を分子骨格周辺に導入したトリオキソトリアンギュレンの合成と物性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大木 司・鵜飼修作・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] トリオキソトリアンギュレン誘導体の可溶化に向けた合成検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田中千賀・鵜飼修作・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 空気中でも安定な中性ラジカルの酸素還元触媒活性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森田 靖・小槻賢志・辻 良太郎・村田剛志
  • 学会等名: 第45回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] コバルトフリー超高速リチウムイオン有機二次電池 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森田 靖・村田剛志
  • 学会等名: 愛工大テクノフェア2018
• [学会発表] 有機中性ラジカルとCNTバッキーペーパーから成るリチウムイオン有機二次電池 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大下拓磨・伊藤 宏・藤崎めぐみ・北野祥平・辻 良太郎・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 愛知工業大学新エネルギー拠点形成プロジェクト 中間報告会「明日を創るC.C.グリーングリッド」
• [学会発表] Synthesis and Physical Properties of a π-Conjugated Cyclic Trioxotriangulene Hexamer (2018)
  • 著者名/発表者名: Ukai, S.; Murata, T.; Morita, Y.
  • 学会等名: 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)
  • 国際学会
• [学会発表] 有機中性ラジカルの安定化への挑戦と材料応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森田 靖・村田剛志
  • 学会等名: 第49回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [学会発表] トリオキソトリアンギュレンのπ共役型環状連結体の合成と物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼修作・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第49回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [学会発表] 硫黄原子を導入したトリオキソトリアンギュレン型有機中性πラジカルの合成と物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡村宝良・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第49回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [学会発表] トリオキソトリアンギュレン直結型二量体の合成と物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口紗和・鵜飼修作・藤澤香織・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第49回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [学会発表] Air-stable Neutral Radicals with Condensed Polycyclic Structure and Spin-delocalized Nature (2018)
  • 著者名/発表者名: Morita, Y.; Murata, T.
  • 学会等名: The 8th Toyota Physical and Chemical Research Institute International Workshop on Organic Semiconductors, Conductors, and Electronics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Application of Conductive Thin-Films of Trioxotriangulene Neutral Radical as a 100% Active Material Cathode of Organic Rechargeable Battery (2018)
  • 著者名/発表者名: Murata, T.; Ito, H.; Nakayama, H.; Nakanishi, S.; Tsuji, R.; Morita, Y.
  • 学会等名: 豊田理化学研究所 国際ワークショップ Organic semiconductors, conductors, and electronics
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and Properties of Sulfur-atom Introduced Trioxotriangulene Analogues (2018)
  • 著者名/発表者名: Okamura, T.; Murata, T.; Morita, Y.
  • 学会等名: 豊田理化学研究所 国際ワークショップ Organic semiconductors, conductors, and electronics
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and Physical Properties of Mixed Valence Salts of Trioxotriangulene Derivatives with Crown Ether Metal Complex (2018)
  • 著者名/発表者名: Karasawa, M.; Murata, T.; Morita, Y.
  • 学会等名: 豊田理化学研究所 国際ワークショップ Organic semiconductors, conductors, and electronics
  • 国際学会
• [学会発表] Crystal Structures and Electrical Conductivities of Mixed Valence Salts of Trioxotriangulene Derivatives Having Chiral Countercations (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, K.; Torii, T.; Murata, T.; Morita, Y.
  • 学会等名: 豊田理化学研究所 国際ワークショップ Organic semiconductors, conductors, and electronics
  • 国際学会
• [学会発表] π積層ラジカルポリマーを活物質とする蓄電デバイスの新展開 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森田 靖・村田剛志
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
  • 招待講演
• [学会発表] トリオキソトリアンギュレン-CNTバッキーペーパーの構造・電子物性およびリチウムイオン二次電池正極への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 宏・大下拓磨・藤崎めぐみ・北野祥平・辻 良太郎・村田剛志 ・森田 靖
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] トリオキソトリアンギュレン直鎖3量体の合成と性質 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大下拓磨・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] アルカリ金属イオン-クラウンエーテル包接化合物を対カチオンとして組み込んだ導電性一次元π積層ラジカルポリマーの構築 (2018)
  • 著者名/発表者名: 唐澤美琴・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] π共役型トリオキソトリアンギュレン環状六量体の合成と物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼修作・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] トリオキソトリアンギュレン中性ラジカルへの光学活性なアミノ基の導入 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西川浩平・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] スルホ基を導入したトリオキソトリアンギュレン誘導体の合成と物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 坪井翔紀・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] ニトロ基を導入したトリオキソトリアンギュレン誘導体の構造と物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤 昴・村田剛志・森田 靖
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] Air-stable Neutral Radicals with Spin-delocalized Structure: Full-cell Battery Application (2018)
  • 著者名/発表者名: Morita, Y.; Murata, T.
  • 学会等名: Euchem Conference on Organic Free Radicals (ECOFR 2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [産業財産権] 量子符号化による磁気共鳴高感度化法 (2018)
  • 発明者名: 根来 誠、他７名
  • 権利者名: (国)大阪大学・㈻名古屋電気学園
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2018-082859