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2019 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 / チオフェン / エレクトロクロミズム / 発光性色素 / 環化付加反応
研究実績の概要

チオフェン部に様々なアリール基を有するアズレノ[2,1-b]チオフェン誘導体を中程度の収率で合成することに成功した。この合成法により、従来の方法では合成が困難であったアズレノ[2,1-b]チオフェンの新たな合成ルートを開発することが可能となった。得られたアズレノ[2,1-b]チオフェンについて、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、紫外可視吸光光度法においてアズレノ[2,1-b]チオフェンは有機溶媒中ではアズレン自身と同様の吸収帯を示したが、酸性条件下ではアズレノ[2,1-b]チオフェンの5員環のプロトン化によるトロピリウムイオンの生成により、顕著なハロクロミック挙動が観察された (Org. Chem. Front., 2019, 6, 280-2811)。さらに、本研究で合成したアズレノ[2,1-b]チオフェン誘導体とアセチレンジカルボン酸ジメチルとの環化付加反応によって、チオフェン縮環ヘプタレン誘導体の合成に成功した。現在、この研究結果については論文投稿中である。
縮環アズレン類の重要な前駆体となる2-アリールアズレン類の効率的合成法についても開発を行った。2H-シクロヘプタ[b]フラン-2-オン類とアリール基置換シリルエノールエーテルとの[8 + 2]環化付加反応によって2-アリールアズレン類を合成することが可能となった。2-アリールアズレン類の発光挙動についても検討を行った結果、アズレン誘導体としては高い量子収率を示すことが明らかとなった (Chem. Commun., 2020, 56, 1485-1488)。
さらに、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によるアズレン置換ピロール、ペンタフルベン、ピロロピリジンの新規合成法の開発に成功した。この手法は、縮環アズレン類の官能基化に対して有用な手法になりうると考えられる。この研究成果はChemistry-A European JournalにVery Important Paperとして掲載された(Chem. Eur. J. 2020, 26, 1931-1935)。

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

2019年度は、前年度の研究を発展的に継承して『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。アズレノ[2,1-b]チオフェン誘導体の新規合成法の開発に成功し、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。また、縮環アズレン類の重要な前駆体となる2-アリールアズレン類の効率的合成法についても開発に成功することができた。さらに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。また未発表の結果ではあるが、含窒素複素環やベンゼンやナフタレン環が縮環した新規縮環アズレン誘導体の合成法についても開発することができ、それらの光学特性についても検討することができた。以上の理由から、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

2020年度は、『新規アズレン縮環多環式芳香族化合物の合成法の開発とその物性測定』を継続し、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、前年度に開発した2-アリールアズレン類を合成前駆体とした縮環アズレン誘導体の合成ならびに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。また次年度が、本課題の最終年度であるため、研究成果のまとめも平行して進めていく。

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試薬やクロマト用充填剤等の消耗品を中心に購入したが、当初の計画よりも安価に購入出来たために若干の繰越金が生じた。2019年度に生じた繰越金は2020年度請求額と合わせて、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・アルミナの購入に適切に使用する計画である。また次年度が本課題の最終年度であるため論文投稿の際の経費としても使用する。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Molecular Transformation to Pyrroles, Pentafulvenes, and Pyrrolopyridines by [2+2] Cycloaddition of Propargylamines with Tetracyanoethylene2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji Taku、Takagaki Sho、Ariga Yukino、Yamazaki Akari、Takeuchi Mutsumi、Ohta Akira、Sekiguchi Ryuta、Mori Shigeki、Okujima Tetsuo、Ito Shunji
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 26 ページ: 1931~1935

    • DOI

      10.1002/chem.201904926

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct synthesis of 2-arylazulenes by [8+2] cycloaddition of 2H-cyclohepta[b]furan-2-ones with silyl enol ethers2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji Taku、Sugiyama Shuhei、Kobayashi Yoshiaki、Yamazaki Akari、Ariga Yukino、Katoh Ryuzi、Wakui Hiroki、Yasunami Masafumi、Ito Shunji
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 ページ: 1485~1488

    • DOI

      10.1039/C9CC09376A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of phthalimides cross-conjugated with an azulene ring, and their structural, optical and electrochemical properties2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji Taku、Iida Nanami、Yamazaki Akari、Ariga Yukino、Ohta Akira、Sekiguchi Ryuta、Nagahata Tatsuki、Nagasawa Takuya、Ito Shunji
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 18 ページ: 2274~2282

    • DOI

      10.1039/D0OB00164C

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of azuleno[2,1-b]thiophenes by cycloaddition of azulenylalkynes with elemental sulfur and their structural, optical and electrochemical properties2019

    • 著者名/発表者名
      Shoji Taku、Miura Kota、Ohta Akira、Sekiguchi Ryuta、Ito Shunji、Endo Yuya、Nagahata Tatsuki、Mori Shigeki、Okujima Tetsuo
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontiers

      巻: 6 ページ: 2801~2811

    • DOI

      10.1039/c9qo00593e

    • 査読あり
  • [学会発表] Reactivity of Azulenylpropargylamines with Tetracyanoethylene: Synthesis of Pyrroles, Pentafulvenes, and Pyrropyridines via [2 + 2] Cycloaddition Reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji, Yukino Ariga, Akari Yamazaki
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
  • [学会発表] Synthesis and Photophysical Properties of Benzo and Naphthoazulenes2020

    • 著者名/発表者名
      Akari Yamazaki, Taku Shoji
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
  • [学会発表] ベンゾアズレン類の合成と光学特性2020

    • 著者名/発表者名
      Yukino Ariga, Taku Shoji
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
  • [学会発表] Effect on the 2-Heteroaryl Substituents as a Directing Group for the Palladium-catalyzed C-H Activation Arylation of Azulenes at the 1,3-Positions2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ogasawara, Takuya Nagasawa, Tomoaki Yatsu, Taku Shoji, Jun Kawakami, Shunji Ito
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
  • [学会発表] Palladium-catalyzed Selective Arylation of Azulenes at the 1,3-Positions based on the C-H Activation by Utilizing 2-Pyridyl Substituent as a Directing group2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nagasawa, Tomoaki Yatsu, Yoshihiro Ogasawara, Taku Shoji, Jun Kawakami, Shunji Ito
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
  • [学会発表] Synthesis and Reactivity of Azulenophthalimides and Their Structural, Optical and Electrochemical Properties2019

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji, Takanori Araki, Akira Ohta, Ryuta Sekiguchi, Shunji Ito
    • 学会等名
      18th International Symposium on Novel Aromatic Compounds [ISNA-18]
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Thiophene-fused Tryptanthrin Congeners2019

    • 著者名/発表者名
      阿部幹弥、太田哲、庄子卓、関口龍太
    • 学会等名
      2019年度化学系学協会東北大会
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Novel Tryptanthrin Congeners Containing Azulene Skeleton2019

    • 著者名/発表者名
      中澤悠平、鈴木紅音、太田哲、庄子卓、伊東俊司、関口龍太
    • 学会等名
      2019年度化学系学協会東北大会
  • [学会発表] Synthesis of Azulene-substituted Phthalimides by [4 + 2] Cycloaddition of 2-Aminofurans with Maleimides2019

    • 著者名/発表者名
      庄子卓、飯田七海、太田哲、関口龍太、伊東俊司
    • 学会等名
      2019年度化学系学協会東北大会
  • [学会発表] Synthesis and Photophysical Properties of 2-Phenylazulenes2019

    • 著者名/発表者名
      Taku Shoji, Shuhei Sugiyama, Hiroki Wakui, Ryuzi Kato, Masafumi Yasunami, Shunji Ito
    • 学会等名
      2019年度化学系学協会東北大会
  • [学会発表] Synthetic Study of Azulene-fused BODIPY2019

    • 著者名/発表者名
      城島一暁、石野さくら、太田哲、庄子卓、関口龍太
    • 学会等名
      2019年度化学系学協会東北大会
  • [学会発表] アズレン縮環フタルイミドの合成と光学特性2019

    • 著者名/発表者名
      庄子卓、荒木貴訓、飯田七海、三浦孝太、太田哲、関口龍太、伊東俊司
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] アズレノペンタフルベン誘導体の合成と光学特性2019

    • 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30回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] アズレン骨格を有する新規トリプタンスリン類縁体の合成と物性2019

    • 著者名/発表者名
      中澤悠平、鈴木紅音、太田哲、庄子卓、伊東俊司、関口龍太
    • 学会等名
      第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] アズレン縮環BODIPYの合成研究2019

    • 著者名/発表者名
      城島一暁、石野さくら、太田哲、庄子卓、関口龍太
    • 学会等名
      第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] 縮環アズレンを基盤としたスクアライン誘導体の合成と光学特性2019

    • 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50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] 硫黄とアズレニルアルキン類の環化付加反応によるアズレノ[2,1-b]チオフェン誘導体の合成とそれらの構造、光学及び分光学的性質2019

    • 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50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] 非対称な1,6'-ビアズレンおよび1,6':3,6''-テルアズレン誘導体の合成研究2019

    • 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50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Zincke塩を経由した新規Donor-Acceptor型ポリメチン類の合成と反応性2019

    • 著者名/発表者名
      庄子卓、飯田七海、太田哲、関口龍太
    • 学会等名
      第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] アズレノピリミドンおよびピリミジン類の合成研究2019

    • 著者名/発表者名
      有賀雪乃、庄子卓、太田哲、関口龍太
    • 学会等名
      第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] ベンゾアズレン類の合成と光学特性2019

    • 著者名/発表者名
      山崎あかり、庄子卓、太田哲、関口龍太
    • 学会等名
      第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [備考] ORCiD

    • URL

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

  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/shoji-azulene

  • [備考] 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] Publons

    • URL

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

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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