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2023 年度 実績報告書

アザフェナレニル骨格をもつπ拡張類縁体の合成と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 21K05024
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

川瀬 毅  兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (10201443)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード含窒素縮合多環状共役系 / アザフェナレニル / カチオンラジカル / アザナノグラフェン / ビニルカルベン中間体
研究実績の概要

先に申請者は、窒素原子上に嵩高いジイソプロピルフェニル基と2つのt-butyl基を導入した2-アザフェナレニル誘導体1を深緑色固体として単離することに成功し、構造や電子物性を明らかにした。この化合物は非常に高いHOMOエネルギーをもち、それがアゾメチンイリドとしての高い反応性の要因となることを見出した。そこで本研究課題として、化合物1を銀塩(AgPF6)で一電子酸化することで、相当するラジカルカチオン2を暗褐色の結晶として得ることに成功した。その生成はESRスペクトルと理論計算に基づくシミュレーションの比較によって行い、最終的に単結晶X線構造解析によって確認した。また、ナフタレン部にt-butyl基をもたないカチオンラジカルも合成・単離できることを見出した。この化合物はフェナレニルラジカルの類縁体として最も置換基の少ない単離可能な化合物であった。これらの結果をイギリス王立化学協会の「Chemical communications」誌に投稿し掲載が受理された。また、17-ジアゾテトラベンゾフルオレン(TBF)とアセチレンジカルボン酸ジメチルの付加生成物であるジアザスピロ[4.4]ノナテトラエン誘導体3を合成し、その光及び熱反応を検討した。3の光および熱反応によって特異な構造を持つ含窒素多環状芳香族化合物が得られることを見出した。特に、3の非極性溶媒中での熱反応によって、これまで知られていなかった活性ビニルカルベン中間体を経て反応が進行し、TBF骨格が隣接した二量体様構造を持つ化合物が得られること、また、ロジウム錯体やプロトン性溶媒中では骨格転位反応を起こし、新たな[5]ヘリセン誘導体を与えることを見出した。生成物の構造や反応機構について検討することで、含窒素多環状芳香族化合物について新たな知見を得ることができた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] N-Di(isopropyl)phenyl-2-azaphenalenyl Radical Cations2024

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, Y. Matsuura, K. Horii, A. Konishi, J. Nishida, M. Yasuda, T. Kawase
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 60 ページ: 1735-1738

    • DOI

      10.1039/D3CC05968E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, crystal structures and semiconductor properties of 2-(thiopyran-4-ylidene)-1,3- benzodithioles with an aryl substituent2023

    • 著者名/発表者名
      H. Nishimoto, T. Kawase, J. Nishida
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 25 ページ: 4856-4863

    • DOI

      10.1039/D3CE00416C

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semiconductor Properties of π-Extended 2-(Thiopyran-4-ylidene)-1,3-benzodithiole (TP-BT) Analogs2023

    • 著者名/発表者名
      H. Nishimoto, T. Kadoya, T. Kawase, J. Nishida
    • 雑誌名

      Asian J. Org. Chem

      巻: 12 ページ: e202300497

    • DOI

      10.1002/ajoc.202300497

    • 査読あり
  • [学会発表] 新奇な構造をもつ有機π電子系化合物の合成に魅せられて2024

    • 著者名/発表者名
      川瀬毅
    • 学会等名
      有機合成新春講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] OEFT properties of a p-type organic semiconductor (TP-BT) with three-dimensional intermolecular interactions and its analogs2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishimoto, Tomofumi Kadoya, Kazuya Kubo, Takeshi Kawase, Jun-ichi Yamada, Jun-ichi Nishida
    • 学会等名
      JSAMA-9
    • 国際学会
  • [学会発表] π拡張型2-(チオピラン-4-イリデン)-1,3-ベンゾジチオール(TP-BT)類縁体の結晶構造と半導体特性2023

    • 著者名/発表者名
      西本 拓史,角屋 智史,川瀬 毅,西田 純一
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
  • [学会発表] ジアザスピロ[4.4]ノナテトラエン誘導体の反応及び生成物の構造研究2023

    • 著者名/発表者名
      山田 塁・大浦弦太・西本拓史・西田純一・川瀬 毅
    • 学会等名
      第33回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 光反応を用いたナフトチオフェン誘導体合成と二量化による機能探索2023

    • 著者名/発表者名
      泉野達哉・西田純一・川瀬 毅
    • 学会等名
      第33回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 柴田皓之・西本拓史・川瀬 毅・西田純一2023

    • 著者名/発表者名
      ナフトキノンから導く電子受容体の合成と物性
    • 学会等名
      第33回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 2-チエニルナフトキノンを利用した電子受容体の合成と物性2023

    • 著者名/発表者名
      柴田 皓之・西本 拓史・川瀬 毅・西田 純一
    • 学会等名
      第16回有機パイ電子系シンポジウム
  • [学会発表] 光反応を用いたナフト[2.1-b]チオフェン誘導体合成と機能性化合物への展開2023

    • 著者名/発表者名
      泉野 達哉・西田 純一・川瀬 毅
    • 学会等名
      第16回有機パイ電子系シンポジウム
  • [学会発表] ジブロモビフェニルから導くヘキサベンゾコロネン二量体とフォスファヘリセンの合成2023

    • 著者名/発表者名
      八木 祐樹・川瀬 毅・西田 純一
    • 学会等名
      第16回有機パイ電子系シンポジウム
  • [学会発表] 3次元的分子間相互作用を持つ2-(チオピラン-4-イリデン)-1,3-ベンゾジチオールと類縁体の合成とOFET特性2023

    • 著者名/発表者名
      西本 拓史・角屋 智史・川瀬 毅・西田 純一
    • 学会等名
      第16回有機パイ電子系シンポジウム
  • [学会発表] TBF骨格をもつジアザスピロ[4.4]ノナテトラエン誘導体の反応と生成物の物性研究2023

    • 著者名/発表者名
      山田塁・大浦弦太・西本拓史・西田純一・川瀬毅
    • 学会等名
      第16回有機パイ電子系シンポジウム

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公開日: 2024-12-25  

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