大環状分子を基盤とした非平面構造ナノカーボン分子の合理的設計・合成

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05772
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 池本 晃喜 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (30735600)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ナノカーボン / 大環状分子 / 湾曲

研究成果の概要

近年，湾曲ナノカーボンの構造を，一義的な構造を有する分子として有機合成化学的にボトムアップ合成し，その構造と特性の相補理解を試みる研究が注目を集めている．しかしながら，未だに巨大湾曲ナノカーボン分子の構造を自在に設計・合成することは極めて難しい．本研では、1,3,5-三置換ベンゼンがsp2炭素と同様の平面三方構造を有することに着眼し，これをフェナインと命名し，フェナインを用いた巨大湾曲ナノカーボン分子の合理的設計・合成を行なった．カップリング反応を用いた合成戦略により、ボウル状，サドル状，シリンダー状，半球状など，様々な湾曲構造を有するナノカーボン分子の合成を達成した．

自由記述の分野

構造有機

研究成果の学術的意義や社会的意義

フラーレンやカーボンナノチューブに代表されるナノカーボンは，強い・軽い・しなやかを兼ね備えた構造材料として幅広い応用が期待されている．しかしながら，これらナノカーボンは様々な構造の「混合物」であり，このことが構造に基づく物性の理解を妨げていた．本研究では，一義的構造を有する「分子」として，湾曲構造を有するナノカーボン分子を合理的に設計・合成するため戦略を確立した．原子レベルで構造が制御されたナノカーボン分子の物理的性質・化学的性質を解き明かすことで，湾曲ナノカーボン分子が有する構造的特長・物性を明らかにすることが出来た．