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2021 年度 実施状況報告書

アズレン骨格から成る不斉ヘリセン化合物に基づく安定ラジカル種の合成と物性

研究課題

研究課題/領域番号 21K05041
研究機関九州大学

研究代表者

谷 文都  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (80281195)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードヘリセン / ラジカル / アズレン / 酸化 / 電子スピン / 不斉
研究実績の概要

ナフタレンの構造異性体であるアズレンは分極したπ電子系に由来する特徴的な性質を持ち、特に1,1'-ビアズレンは比較的安定なカチオンラジカルを生成するという性質が知られている。以前に,我々は、1,1’-ビアズレン誘導体のカチオンラジカルが共鳴構造の寄与により比較的安定である点に着目し、1,1’-ビアズレンとイソベンゾチオフェンから構成されるAIBTh (bisazulenoisobenzothiophene)のカチオンラジカルを室温、空気下で安定な固体として単離することに成功した。
本研究では,ヘリセンのカチオンラジカルのさらなる長期安定化を目指して,反応性が高いアズレンの3,3’位に立体保護基となるアセチル基、フェニルチオ基を導入し、比較検討した。合成した化合物は、1,1’-ビアズレンとナフタレンからなるANap-H, Ac, SPh(OMe), SPh(tBu) (bisazulenonaphthalene)の4種類である。これらの化合物は、光学活性HPLCを用いて右巻き(P体)と左巻き(M体)のエナンチオマーに光学分割し、室温条件では十分に安定なキラリティを示した。また、電気化学測定では、いずれの化合物においても可逆な一電子酸化波が得られた。電気化学的および化学的酸化により、カチオンラジカルが生成することがESRスペクトルや紫外可視吸収スペクトルによって確認された。さらに、化学的酸化によって生成したカチオンラジカルの溶液中の安定性を比較したところ,アズレンの3,3’位に置換基を有しないANap-Hのカチオンラジカルが最も安定であった。アセチル基、フェニルチオ基は電子求引性であるため,カチオンラジカルの正電荷が不安定化したためと考えられる。

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

アズレンを含む複数の新規ヘリセン化合物の合成および光学分割に成功しており、それらのカチオンラジカルの生成も確認した。

今後の研究の推進方策

アズレンを含む複数の新規ヘリセン化合物から得られるカチオンラジカルや中性ラジカルの単離、構造解析、光物性、磁気物性について、検討を進める。

次年度使用額が生じた理由

(理由)
物品費については。当初の計画よりもスムーズに実験が進んだこと、および試薬、溶媒、ガラス器具などの節約に努めたことにより、これらの購入にかかる費用が少なくなった。旅費については、参加する予定であった学会が全てオンライン開催となり、使用することがなかった。研究打ち合わせなどもオンライン方式でおこなったため、旅費の支出がなかった。
(使用計画)
新しく設計した化合物を合成するための試薬や溶媒、合成するための装置類、物性測定のための器具などの購入に物品費を使用する予定である。次年度からは、学会も現地開催が増えると予想され、また、外部での測定実験も行うことが想定されるため、旅費の支出を予定している。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Ordered carbonaceous frameworks: a new class of carbon materials with molecular-level design2022

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Yoshii, Koki Chida, Hirotomo Nishihara, Fumito Tani
    • 雑誌名

      CHEMICAL COMMUNICATIONS

      巻: 58 ページ: 3578-3590

    • DOI

      10.1039/d1cc07228e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helically aligned fused carbon hollow nanospheres with chiral discrimination ability2022

    • 著者名/発表者名
      Jun Maruyama, Shohei Maruyama, Yukiyasu Kashiwagi, Mitsuru Watanabe, Tsutomu Shinagawa, ToruNagaoka, Toshiyuki Tamai, Naoya Ryu, Koichi Matsuo, Mao Ohwada, Koki Chida, Takeharu Yoshii, Hirotomo Nishihara, Fumito Tani, Hiroshi Uyama
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 14 ページ: 3748-3757

    • DOI

      10.1039/d1nr07971a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical synthesis and device application of acene-phenacene hybrid molecules, dibenzo[n]phenacenes (n=5-7)2021

    • 著者名/発表者名
      Yanting Zhang, Ritsuko Eguchi, Shino Hamao, Kenta Goto, Fumito Tani, Minoru Yamaji, Yoshihiro Kubozono, Hideki Okamoto
    • 雑誌名

      CHEMICAL COMMUNICATIONS

      巻: 57 ページ: 4768-4771

    • DOI

      10.1039/d1cc01294k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force-responsive ordered carbonaceous frameworks synthesized from Ni-porphyrin2021

    • 著者名/発表者名
      Koki Chida, Takeharu Yoshii, Kazuma Takahashi, Masanori Yamamoto, Kazuya Kanamaru, Mao Ohwada, Varisara Deerattrakul, Jun Maruyama, Kazuhide Kamiya, Yuichiro Hayasaka, Masataka Inoue, Fumito Tani, Hirotomo Nishihara
    • 雑誌名

      CHEMICAL COMMUNICATIONS

      巻: 57 ページ: 6007-6010

    • DOI

      10.1039/d1cc01618k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-state photoluminescence of biaryls: Relationship between photophysical feature and crystal structure2021

    • 著者名/発表者名
      Minoru Yamaji, Hideki Okamoto, Kenta Goto, Fumito Tani
    • 雑誌名

      JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY

      巻: 421 ページ: 113518

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2021.113518

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Ni(II)-phenoxyl radical complexes by O2: a mechanistic insight into the reaction of Ni(II)-phenol complexes with O22021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Suzuki, Akari Sato, Hiromi Oshita, Tatsuo Yajima, Fumito Tani, Hitoshi Abe, Kaoru Mieda-Higa, Sachiko Yanagisawa, Takashi Ogura, Yuichi Shimazaki
    • 雑誌名

      Dalton Transaction

      巻: 50 ページ: 5161-5170

    • DOI

      10.1039/D1DT00105A

    • 査読あり
  • [学会発表] 金属ポルフィリン錯体を前駆体とした規則性多孔質炭素材料の調製と電極触媒応用2022

    • 著者名/発表者名
      吉井 丈晴、千田 晃生、日吉 範人、伊藤 徹二、神谷 和秀、井上 真隆、谷 文都、西原 洋知
    • 学会等名
      第129回触媒討論会
  • [学会発表] イミド官能基を持つフェナセン誘導体の合成および蛍光特性2022

    • 著者名/発表者名
      野勢勁斗,吉岡海渡,山路 稔,五島健太,谷 文都,岡本秀毅
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
  • [学会発表] 6位に置換基を導入した[3.4]系部分重なり型カルバゾロファン誘導体の合成と光物性2022

    • 著者名/発表者名
      以倉 孝剛,正木 深雪,堀 一繁,久保埜 公二,森 直,五島 健太,谷 文都,原田 拓典,谷 敬太
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
  • [学会発表] Synthesis and Photophysical Properties of Triple Layered 1,3,4-Oxadiazolophanes2022

    • 著者名/発表者名
      Keita Tani, Kazushige Hori, Masatsugu Taneda, Koji Kubono, Kenta Goto, Fumito Tani
    • 学会等名
      i-triple C: International CREST-CPL Conference 2022 in Awaji
  • [学会発表] ビアリル分子の固体発光と結晶構造の関連性について2021

    • 著者名/発表者名
      山路 稔,岡本秀毅,五島健太,谷 文都
    • 学会等名
      2021年光化学討論会
  • [学会発表] 分子長軸の両端にイミド基を持つフェナセン誘導体の蛍光の溶媒応答2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡海渡,山路 稔,島健太,谷 文都,岡本秀毅
    • 学会等名
      2021年光化学討論会
  • [学会発表] 1,1'-ビアズレン骨格を有するヘリセン化合物の合成と性質2021

    • 著者名/発表者名
      椎木大地・成田昌弘・村藤俊宏・五島健太・谷 文都
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] メソ位にアルキニル基が置換したポルフィセンの合成と性質2021

    • 著者名/発表者名
      東 大悟・矢野 諒介・河野 優太・五島 健太・谷 文都
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] トリフェニルアミンユニットを組み込んだ新規なTTFドナーの合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      中久木崇人,山口穂華,谷 文都,五島健太,塩塚理仁,迫 克也
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 第三級アミンで架橋したカルバゾロファンの合成とキロプティカル性質2021

    • 著者名/発表者名
      以倉 孝剛 ・堀  一繁 ・久保埜 公二・ 五島 健太・谷 文都・原田 拓典・森 直・谷 敬太
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] ボリルアミノアズレン類によるフッ化物イオンの検出2021

    • 著者名/発表者名
      西川七海, 村藤俊宏, 上條 真,  三方裕司,  谷 文都, 成田昌弘
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 油ーアルコールー水三成分系の混合による多重液滴の形成および物質移動機構の検討2021

    • 著者名/発表者名
      中西京香,五島健太,谷 文都
    • 学会等名
      第72回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] マイクロ流路を用いた混合による多重液滴の形成および物質移動機構2021

    • 著者名/発表者名
      中西京香,五島健太,谷 文都
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] ポルフィリンの炭素化による機械的柔軟性を有した規則性炭素構造体の調製2021

    • 著者名/発表者名
      千田晃生・金丸和也・吉井丈晴・丸山純・井上真隆・谷 文都・西原洋知
    • 学会等名
      第58回炭素材料夏季セミナー
  • [学会発表] 異種の単核金属を含有した規則性ポーラスカーボンアロイの調製2021

    • 著者名/発表者名
      千田晃生・吉井丈晴・日吉範人・伊藤徹二・神谷和秀・井上真隆・谷 文都・西原洋知
    • 学会等名
      第48回炭素材料学会年会
  • [学会発表] N-無置換アミノアズレン類の効率的合成法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      西川七海、村藤俊宏、谷文都、三方裕司、上條真
    • 学会等名
      2021 ハロゲン利用ミニシンポジウム

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公開日: 2022-12-28  

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