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2023 年度 実績報告書

可視光応答性π単結合(C-π-C)化合物の長寿命化に基づく新しい分子素材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H01921
研究機関広島大学

研究代表者

安倍 学  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (30273577)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードπ単結合 / 一重項ジラジカル
研究実績の概要

本研究では,独自に見出してきたπ単結合化合物を,置換基,分子骨格,並びに媒質効果によって長寿命化/単離し,その電子構造と分子構造の全貌を明らかにすることを目標に,2023年度も研究を推進した.π単結合を長寿命化し,その化学的性質を明らかにするするためには,一重項ジラジカルの寿命を長くして室温で手に取れるようにする必要がある.これまでの研究では,ベンゼン環状の置換基効果である程度は寿命を延ばすことができたが,根本的な解決にはつながらなかった.通常エネルギー的には,σ結合の方が安定であるので,π単結合の方を安定にできれば,長寿命のπ単結合化学種を得ることができる.そこで,ストレッチ効果というσ結合ができないように,平面骨格を有するマクロ環によって二つのラジカル炭素を引っ張る分子デザインを創起した.まず,量子化学計算を行ってみると,マクロ環内に平面ナフチル基をもつジラジカルとその環化体のエネルギー差がほぼ無いことが判明した.そのジラジカルが実験的に発生できれば,長寿命のπ単結合化学種を発生することができる.前駆体であるアゾ化合物の合成に成功し,355 nmのレーザー照射による過渡吸収スペクトルを測定すると,室温で260 ミリ秒程度の寿命をもった過渡種を観測した.興味深いことに,最終生成物はσ結合した環化体ではなく,メトキシ基が転位した生成物であった.また,奇妙なことにその過渡種の寿命は温度に影響がなかった.その原因を究明するために,まず,過渡吸収分光装置のモニター光の強度依存性を調べた.その結果,モニター強度を変化させるとπ単結合化合物の寿命が変化することを見いだした.モニター光を弱くすると,20℃で,約4秒以上の寿命を有していることが判明した.つまり,π単結合化学種は光反応性に富んでおり,容易に結合開裂して転位生成物を与えることが判明した.

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 6件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Universit de Reims Champagne-Ardenne(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Universit de Reims Champagne-Ardenne
  • [国際共同研究] Institut Ruder Boskovic(クロアチア)

    • 国名
      クロアチア
    • 外国機関名
      Institut Ruder Boskovic
  • [国際共同研究] University of Cincinnati(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Cincinnati
  • [国際共同研究] University of Algarve UAlg(ポルトガル)

    • 国名
      ポルトガル
    • 外国機関名
      University of Algarve UAlg
  • [雑誌論文] Bidirectional Neuronal Actuation by Uncaging with Violet and Green Light2024

    • 著者名/発表者名
      Sansalone Lorenzo、Zhao Jun、Nguyen Linh T. B.、Gupta Swati、Benson Deanna L.、Abe Manabu、Ellis‐Davies Graham C. R.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 63 ページ: e202401117

    • DOI

      10.1002/anie.202315726

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation of Sterically Congested C-N Bonds by Electrochemical Reductive Coupling of Amines and α‐Bromocarboxamides2024

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Titli、Kaizawa Hazuki、Funato Shohei、Rahman M. Azadur、Sasaki Norihiko、Nokami Toshiki、Abe Manabu、Nishikata Takashi
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 11 ページ: e202300636

    • DOI

      10.1002/celc.202300636

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Substituent Effects on the Electronic Ground State (Singlet versus Triplet) of Indenyl Cations: DFT and CASPT2 Studies2024

    • 著者名/発表者名
      Takano Ma‐aya、Antol Ivana、Abe Manabu
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 27 ページ: e202301226

    • DOI

      10.1002/ejoc.202301226

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoexcitation of (diarylmethylene)amino benziodoxolones for alkylamination of styrene derivatives with carboxylic acids2024

    • 著者名/発表者名
      Okumatsu Daichi、Kiyokawa Kensuke、Bao Nguyen Linh Tran、Abe Manabu、Minakata Satoshi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 15 ページ: 1068~1076

    • DOI

      10.1039/d3sc06090j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substituted effects on bonding characteristics of cyclopentane‐1,3‐diyl diradicals monitored by time‐resolved infrared spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Kondoh Masato、Kuboki Shunsuke、Kume Hidetaka、Oda Eriku、Abe Manabu、Ishibashi Taka‐aki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Organic Chemistry

      巻: 37 ページ: e4575

    • DOI

      10.1002/poc.4575

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energetically More Stable Singlet Cyclopentane-1,3-diyl Diradical with π-Single Bonding Character than the Corresponding σ-Single Bonded Compound2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Qian、Onishi Keita、Miyazawa Yuki、Wang Zhe、Hatano Sayaka、Abe Manabu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 ページ: 27089~27094

    • DOI

      10.1021/jacs.3c10971

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced α‐Aminoalkylation of Sulfonylarenes with Alkylamines2023

    • 著者名/発表者名
      Yonekura Kyohei、Aoki Kohei、Nishida Tomoya、Ikeda Yuko、Oyama Ryoko、Hatano Sayaka、Abe Manabu、Shirakawa Eiji
    • 雑誌名

      Chemistry -A European Journal

      巻: 29 ページ: e202302658

    • DOI

      10.1002/chem.202302658

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemically Induced Hydrogen Atom Transfer and Intramolecular Radical Cyclization Reactions with Oxazolones2023

    • 著者名/発表者名
      Latrache Mohammed、Lefebvre Corentin、Abe Manabu、Hoffmann Norbert
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 88 ページ: 16435~16455

    • DOI

      10.1021/acs.joc.3c01951

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Photoremovable Protecting Groups Responsive to Near-Infrared Two-Photon Excitation and Their Application to Drug Delivery Research2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Linh Tran Bao、Abe Manabu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 96 ページ: 899~906

    • DOI

      10.1246/bcsj.20230140

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular and Crystal Structure, Spectroscopy, and Photochemistry of a Dispiro Compound Bearing the Tetraoxane Pharmacophore2023

    • 著者名/発表者名
      Amado Patrcia S. M.、Lopes Susy、Brs Elisa M.、Paixo JosA.、Takano Ma‐aya、Abe Manabu、Fausto Rui、Cristiano Maria L. S.
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 29 ページ: e202301315

    • DOI

      10.1002/chem.202301315

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation and Characterization of a Tetraradical Embedded in a Curved Cyclic Paraphenylene Unit2023

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Yuki、Wang Zhe、Hatano Sayaka、Takagi Ryukichi、Matsuoka Hideto、Amamizu Naoka、Kitagawa Yasutaka、Kayahara Eiichi、Yamago Shigeru、Abe Manabu
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 29 ページ: e202301009

    • DOI

      10.1002/chem.202301009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-Mediated Synthesis of 2-(4-Methoxyphenyl)-1-pyrroline via Intramolecular Reductive Cyclization of a Triplet Alkylnitrene2023

    • 著者名/発表者名
      George Sobiya、Govorov Dmitrii、Gatlin DeVonna M.、Merugu Rajkumar、Wasson Fiona J.、Shields Dylan J.、Allen Yasmine、Muthukrishnan Sivaramakrishnan、Krause Jeanette A.、Abe Manabu、Gudmundsdottir Anna D.
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 25 ページ: 4345~4349

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c01476

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Manipulation of an electron by photoirradiation in the electron-catalyzed cross-coupling reaction2023

    • 著者名/発表者名
      Shirakawa Eiji、Ota Yuki、Yonekura Kyohei、Okura Keisho、Mizusawa Sahiro、Sarkar Sujan Kumar、Abe Manabu
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 ページ: eadh3544

    • DOI

      10.1126/sciadv.adh3544

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] 広島大学 反応有機化学研究室

    • URL

      https://hiu-roc.webnode.jp/

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公開日: 2024-12-25  

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