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2020 年度 実績報告書

ポストナノカーボン科学:ナノπ空間の精密構造科学

研究課題

研究課題/領域番号 20H00375
研究機関東京大学

研究代表者

磯部 寛之  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30302805)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2021-03-31
キーワードナノカーボン / 有機合成化学 / 物理有機化学 / 巨大分子 / 湾曲π共役
研究実績の概要

「ポストナノカーボン科学:ナノπ空間の精密構造科学」と題した本研究は,明確・一義な構造を有する新たなナノカーボン分子を設計・合成し,その特性解明とそれに基づく機能開拓を目指すものである.「大きく曲がったπ電子系の特性とはなにか?」を根源的な問いに据え,「新分子・新物質創造」によりその解を追い求める提案である.本研究課題では,「1.多様構造の創造」「2.基本特性の解明」「3.機能性への展開」の3項目を検討項目とし,その三つ巴の研究展開により,「分子性ナノカーボンの科学」を飛躍的に発展させることを目指して検討を進めた.本研究期間には,特に「1.多様構造の創造」「2.基本特性の解明」に注力した.「1.多様構造の創造」においては,主にヘテロ原子を導入した新分子の設計・合成を進めてきたが,窒素原子を導入した巨大筒状分子の合成に成功し,窒素ドープがもたらす電子的影響について詳細を検討した.「2.基本特性の解明」の項目では,筒状の炭化水素ホストと,球状のアザフラーレン回転子からなる超分子会合体を構築した.これは以前に我々が発見している,分子間の極微摩擦により固体内慣性回転を実現する「分子ベアリング」の窒素原子をドープした類縁体である.この窒素ドープ型分子ベアリングについて,溶液中における動的挙動をNMR測定と理論計算を用いて詳細に解析した.特に置換基を有する分子ベアリングにおいて,筒の上下をフリップする興味深い運動を解明した.その他,「3.機能性への展開」に関連して,鎖状オリゴアリーレンの有機EL素子への応用に関する成果を報告した.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] A nitrogen-doped nanotube molecule with atom vacancy defects2020

    • 著者名/発表者名
      Ikemoto, K.; Yang, S.; Naito, H.; Kotani, M.; Sato, S.; Isobe, H.
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 11 ページ: 1807

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15662-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acyclic, linear oligo‐meta‐phenylenes as multipotent base materials for highly efficient single‐layer organic light‐emitting devices2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshii, A.; Onaka, Y.; Ikemoto, K.; Izumi, T.; Sato, S.; Kita, H.; Isobe, H.
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 15 ページ: 2181-2186

    • DOI

      10.1002/asia.202000521

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ineffective OH-pinning of the flipping dynamics of a spherical guest within a tight-fitting tube2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuno, T.; Someya, M.; Sato, S.; Maeda, S.; Isobe, H.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 59 ページ: 14570-14576

    • DOI

      10.1002/anie.202005538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and stereoisomerism of [n]cyclo-2,9-phenanthrenylene congeners possessing alternating E/Z_ and R/S-biaryl linkages2020

    • 著者名/発表者名
      Yang, Y.; Nanjo, Y.; Isobe, H.; Sato, S.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 18 ページ: 4949-4955

    • DOI

      10.1039/D0OB01064B

    • 査読あり

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公開日: 2021-12-27  

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