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2020 年度 研究成果報告書

一重項ビラジカル種の励起状態の電子構造解明と機能性の開拓

研究課題

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研究課題/領域番号 18H01965
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

久保 孝史  大阪大学, 理学研究科, 教授 (60324745)

研究分担者 中野 雅由  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80252568)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード一重項ビラジカル / シングレットフィッション / Baird芳香族性 / 三重項状態 / オルトキノジメタン / フェナレニル / アントラセン
研究成果の概要

本研究の目的は、一重項ビラジカル種という分子内に不対電子を二つ有する化合物の励起状態の性質を解明することである。特に、SFとBaird芳香族性の二点に注目し、その発現機構の実験的・理論的解明、実験的検証に適した化合物の分子設計と実際の合成、さらに合成した化合物の物性評価を通じた新しい現象の探索を目指した。実際に、オルトキノジメタン構造を有する一重項ビラジカル化合物の合成、ラジカル積層体の合成、ならびにアントラセンクラスター分子の合成に成功し、その電子構造を分光学的手法ならびに量子化学計算を用いて詳細に明らかにした。

自由記述の分野

構造有機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

一重項ビラジカルは、閉殻電子構造と開殻電子構造の重ね合わせで表現される、特殊な電子状態を有している。近年の様々な研究から、一重項ビラジカルの基底状態の性質がかなり明らかにされてきた。その一方で、励起状態に関する知見はほとんど明らかにされておらず、実験的検証が切望されていた。本研究では、一重項ビラジカルの励起状態を調べるのにふさわしい三種類の化合物を実際に合成し、その性質を実験的に明らかにすることを行った。本研究で得られた成果は、SFやBaird芳香族性を理解するうえで重要な知見となるものであり、将来的にその特殊な電子状態が優れた光学特性へとつながる可能性を示すものである。

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公開日: 2022-01-27  

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