2023 年度研究成果報告書

新規球状ナノカーボンの合理的設計と短工程合成法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	22K19067
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
研究機関	奈良先端科学技術大学院大学
研究代表者	荒谷直樹奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60372562)
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード	有機合成 / ナノカーボン / 曲面π共役系 / ホストゲスト錯体 / キロプティカル特性
研究成果の概要	超分子的相互作用より強固である共有結合からなるケージ状分子の合成に挑戦した。広いπ共役系を有するお椀型分子を鍵出発物質として対面型二量体にすることで，ボトムアップ的に球形ナノカーボンを短工程で構築し，分子設計自由度の高いケージ状分子を合成できた。本ケージ状分子をc-cageと名付けた。c-cageは修飾位置の違いによるラセミ体とメソ体が約1：1の混合物として得られた。本研究ではこれまでに，ケージの合成法の確立，ラセミ体とメソ体の分離法の確立，単結晶エックス線構造解析による構造の確定、ラセミ体の光学分割，内包可能な分子の調査，内包分子に依存する物性の探索，キロプティカル特性の測定を行った。
自由記述の分野	有機合成
研究成果の学術的意義や社会的意義	ナノカーボン研究分野の隆盛・重要性は、グラフェンのノーベル賞 (2010年)、新学術領域研究「π造形」「高密度共役」など多くのプロジェクトによって実証されているが、本研究課題『新規球状ナノカーボンの合理的設計と短工程合成法の開発』では、ナノカーボンの新たな物質群として、外周部も内部空間も合理的にデザイン可能な球状ナノカーボンの創成により、これまで有機分子デバイスで利用されているフラーレン誘導体が本目的分子に置き換わる、フラーレン化学の革命的な一歩となる可能性がある。