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2018 年度 実施状況報告書

有機エレクトロニクス素子を指向した多環式芳香環縮環アズレンの創出

研究課題

研究課題/領域番号 17K05780
研究機関信州大学

研究代表者

庄子 卓  信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (60581014)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードアズレン / 縮環アズレン / ドナー・アクセプターシステム / 芳香族求核置換反応 / エレクトロクロミズム / 発光性色素
研究実績の概要

平成30年度は、前年度に開発した新規な手法を用いて1,2-ホルミルアズレン誘導体の合成を行い、これらをホスフィン触媒存在下で、窒素上に様々な置換基を有するマレイミド類との縮合反応を行うことで中~高収率でアズレン縮環フタルイミド誘導体を合成することに成功した。得られたアズレン縮環フタルイミド誘導体について、分光学的ならびに電気化学的特性についても検討を行った結果、中性溶液条件では発光を示さないにもかかわらず、酸性溶液条件下では顕著な発光を示すハロクロミック挙動を示すことを明らかにした (Org. Chem. Front., 2019, 6, 195-204)。また、芳香族求核置換反応によるアミノアズレンおよびアゾアズレン類の合成 (J. Org. Chem. 2019, 84, 1257-1275)、ならびにテトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタンとの[2 + 2]環化付加反応を利用したアズレン誘導体の新規な合成法 (J. Org. Chem. 2018, 83, 12, 6690-6705)を開発した。これらの手法は、縮環アズレン類の官能基化に有用な手法となると考えている。さらに縮環アズレン類の有用な前駆体となる1-シアノ-2-アミノアズレン類の効率的合成法も開発し、得られた化合物の光学特性を分光学実験および計算化学の観点から明らかにした (Heterocycles, 2018, 97, 1068-1081)。

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

平成30年度は、前年度に得られた知見を踏まえ『アズレンが縮環した多環式芳香族化合物の新たな合成法の開発』を中心に研究を推進した。アズレン縮環フタルイミド誘導体の合成に成功し、分光学的・電気化学性質を検討することで、今後の分子設計の指針を得ることができた。さらに、幾つかの新規な合成法や官能基化法についても開発することができたことから、これらは今後、縮環アズレン類の修飾や官能基化に有用な手法となると考えている。また未発表の結果ではあるが、複素環が縮環した縮環アズレン誘導体の合成にも成功し、それらの光学特性についても検討することができた。以上のことから本研究は、おおむね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

平成31年度以降は、『新規アズレン縮環多環式芳香族化合物の合成法の開発』ならびにさらに官能基化されたアズレン縮環多環式芳香族化合物の合成を行う。また、現在進行中で複素環縮環アズレン誘導体の合成法の開発も継続して研究を進める。これら新規に合成した縮環アズレン類の分光学的性質評価のため、各種スペクトル測定、量子化学計算さらに電気化学測定を行い、その物性評価を行う計画である。

次年度使用額が生じた理由

本研究は有機化合物の合成研究を主体とするため、フラスコなどの実験器具類ならびに合成用試薬やクロマト用充填剤等の消耗品を中心に研究の進捗状況に合わせて購入した。平成30年度においては、経費を研究の進捗状況に合わせて執行していった結果、当初見積額から若干の予算を繰り越すことになった。当該年度に生じた繰越経費は本研究課題の目的を期間内に達成するため、平成31年度にフラスコ類・クロマト管・還流冷却管等のガラス器具ならびに合成用試薬、クロマト用充填剤としてシリカゲル・アルミナの購入および研究発表経費として平成31年度請求額と合わせて適切に使用する計画である。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Synthesis of 6-Amino- and 6-Arylazoazulenes via Nucleophilic Aromatic Substitution and Their Reactivity and Properties2019

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji,* Shuhei Sugiyama, Mutsumi Takeuchi, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, Tomoaki Yatsu, Tetsuo Okujima, and Masafumi Yasunami
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 84 ページ: 1257-1275

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b02648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of azulenophthalimides by phosphine-mediated annulation of 1,2-diformylazulenes with maleimides2019

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji,* Takanori Araki, Nanami Iida, Kota Miura, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, and Tetsuo Okujima
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontiers

      巻: 6 ページ: 195-204

    • DOI

      10.1039/C8QO01121D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and photophysical properties of azuleno[1′,2′:4,5]pyrrolo[2,1-b]quinazoline-6,14-diones: Azulene analogs of tryptanthrin2018

    • 著者名/発表者名
      Chieko Kogawa, Asuka Fujiwara, Ryuta Sekiguchi, Taku Shoji, Jun Kawakami, Masaaki Okazaki, Shunji Ito*
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 74 ページ: 7018-7029

    • DOI

      10.1016/j.tet.2018.10.020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2,2’-Biazulene diimide-based conjugate polymers for high-performance field-effect transistors2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji,* and Shunji Ito
    • 雑誌名

      SCIENCE CHINA Chemistry

      巻: 61 ページ: 973-974

    • DOI

      10.1007/s11426-018-9323-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 2-Methyl-1-azulenyl Tetracyanobutadienes and Dicyanoquinodimethanes: Substituent Effect of 2-Methyl Moiety on Azulene Ring toward the Optical and Electrochemical Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji,* Kota Miura, Takanori Araki, Akifumi Maruyama, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, and Tetsuo Okujima
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 83 ページ: 6690-6705

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b01067

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 2-Amino-1-Cyanoazulenes: Substituent Effect on 2H-Cyclohepta[b]Furan-2-Ones Toward the Reaction with Malononitrile2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji,* Shuhei Sugiyama, Kota Miura, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, Shigeki Mori, and Tetsuo Okujima
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 97 ページ: 1068-1081

    • DOI

      10.3987/COM-18-S(T)89

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Transformation of 2-Methylazulenes: An Efficient and Practical Synthesis of 2-Formyl- and 2-Ethynylazulenes2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji,* Takanori Araki, Nanami Iida, Yoshiaki Kobayashi, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, Shigeki Mori, Tetsuo Okujima, and Masafumi Yasunami
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2018 ページ: 1145-1157

    • DOI

      10.1002/ejoc.201701746

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cyanine-cyanine hybrid structure as a stabilized polyelectrochromic system: synthesis, stabilities, and redox behavior of di(1-azulenyl)methylium units connected with electron-accepting π-electron systems2018

    • 著者名/発表者名
      Shunji Ito,* Ryuta Sekiguchi, Akira Mizushima, Kohei Kudo, Jun Kawakami, and Taku Shoji
    • 雑誌名

      Archive for Organic Chemistry

      巻: part ii ページ: 145-169

    • DOI

      10.24820/ark.5550190.p010.163

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of Azulene-substituted Benzofurans and Isocoumarins via Intramolecular Cyclization of 1-Ethynylazulenes, and their Structural and Optical Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji,* Miwa Tanaka, Sho Takagaki, Kota Miura, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, Shigeki Mori, and Tetsuo Okujima
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 16 ページ: 480-489

    • DOI

      10.1039/C7OB02861J

    • 査読あり
  • [学会発表] 新規アズレノピロール誘導体の合成とその性質2019

    • 著者名/発表者名
      石野さくら、太田哲、庄子卓、関口龍太
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] アズレニルアルキンと硫黄との環化付加反応によるアズレノチオフェン類の合成とその反応性2018

    • 著者名/発表者名
      三浦孝太, 庄子卓, 太田哲, 関口龍太
    • 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] 2-アミノフラン類とマレイミドとのDiels-Alder反応によるアズレン置換フタルイミド類の合成研究2018

    • 著者名/発表者名
      飯田七海, 庄子卓, 太田哲, 関口龍太
    • 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] 2H-cyclohepta[b]-furan-2-oneとシリルエノールエーテルとの[8 + 2]環化付加反応による2-アリールアズレン類の合成研究2018

    • 著者名/発表者名
      杉山周平, 小林善明, 庄子卓, 太田晢, 関口龍太
    • 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] アズレン置換プロパルギルアミン類とテトラシアノエチレンとの反応性2018

    • 著者名/発表者名
      高垣勝, 庄子卓, 太田哲, 関口龍太
    • 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] Synthesis of Azulene-substituted Benzofurans and Isocoumarins by Intramolecular Cyclization of Azulenylalkynes2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji, Miwa Tanaka, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, Tetsuo Okujima
    • 学会等名
      平成30年度化学系学協会東北大会
  • [学会発表] Synthesis of 2-Amino-1-Cyanoazulenes by Reaction of 2H-Cyclohepta[b]furan-2-ones with Malononitrile2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, Tetsuo Okujima
    • 学会等名
      平成30年度化学系学協会東北大会
  • [学会発表] Synthesis of 2-Formylazulenes and Conversion to 2-Ethynylazulenes2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji、Takanori Araki, Takanori Araki, Nanami Iida, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito, Tetsuo Okujima
    • 学会等名
      平成30年度化学系学協会東北大会
  • [学会発表] アリールエチニルアズレン類と硫黄との環化反応による新規アズレノチオフェン誘導体の合成研究2018

    • 著者名/発表者名
      三浦孝太、庄子卓、太田哲、関口龍太
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 2-メチル-1-アズレニルテトラシアノブタジエンおよびジシアノキノジメタン類の合成と性質2018

    • 著者名/発表者名
      庄子卓、丸山晃史、荒木貴訓、太田哲、関口龍太、伊東俊司、奥島鉄雄
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
  • [図書] Advances in Heterocyclic Chemistry: The preparation and properties of heteroarylazulenes and hetero-fused azulenes2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji,* and Shunji Ito*
    • 総ページ数
      1-54
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      0065-2725
  • [備考] ORCiD

    • URL

      https://orcid.org/0000-0001-8176-2389

  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/shoji-azulene

  • [備考] Publons

    • URL

      https://publons.com/researcher/1690334/taku-shoji/

  • [備考] 信州大学学術情報オンラインシステムSOAR

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.gmShOakh.html

  • [備考] 信州大学理学部化学コース 有機化学第一研究室 (庄子研究室)

    • URL

      https://shinshuscienceorgc.wixsite.com/organicchemistrylab1

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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