放射型π共役系を内包した有機巨大環状分子の構築と機能

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23655132
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 伊與田 正彦 首都大学東京, 大学教育センター, 特任教授 (50115995)
• 研究分担者: 長谷川 真士 北里大学, 理学部, 講師 (20438120) ; 大谷 裕之 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究科, 教授 (30213763)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 超分子

研究概要

巨大環状共役系としてベンゼン環を15個連結した巨大環状ペンタデカフェニレン、チオフェン環をアセチレンで連結したπ拡張巨大環状オリゴチオフェン、およびビス（トロポナト）遷移金属錯体を連結した巨大環状三核Pd錯体を合成した。これらの分子はその内部空孔にフラーレンを取り込んで錯体を作るので、フラーレンを放射型π共役系と見立てて、巨大環状分子と内部に位置するフラーレンとの相互作用およびフラーレンを通しての巨大環状分子のユニット間の相互作用を調べた。その結果、巨大環状分子とフラーレンとの電荷移動相互作用、および、巨大環状オリゴチオフェン－フラーレン錯体では光照射に誘起される光伝導性を見出すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Additive Electron Pathway and Nonadditive Molecular Conductance by Using a Multipodal Bridging Compound (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiguchi, M.; Takahashi, Y.; Fujii, S.; Takase, M.; Narita, T.; Iyoda, M.; Horikawa, M.; Naitoh, Y.; Nakamura, H
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. C 巻: 118 ページ: 5275-5283
  • DOI: 10.1021/jp4100262
• [雑誌論文] Multifunctional π-Expanded Macrocyclic Oligothiophene 6-Mers and Related Macrocyclic Oligomers (2014)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M.; Tanaka, K.; Shimizu, H.; Hasegawa, M.; Nishinaga, T.; Nishiuchi, T.; Kinugi, Y.; Ishida, T.; Otani, H.; Sato, H.; Inukai, K.; Tahara, K.; Tobe, Y
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 136 ページ: 2389-2396
  • DOI: 10.1021/ja4101744
• [雑誌論文] Effect of Substituents on the Structure, Stability, and π-Dimerization of Dithienylpyrrole Radical Cations (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishinaga, T.; Kageyama, T.; Koizumi, M.; Ando, K.; Takase, M.; Iyoda, M
  • 雑誌名: J. Org. Chem 巻: 78 ページ: 9205-9213
  • DOI: 10.1021/jo401453s
• [雑誌論文] Synthesis of Pentadecaphenylenes, Its Inclusion Properties, and Nanostructure Formation with C_<60> (2013)
  • 著者名/発表者名: Rahman, M. J.; Shimizu, H.; Araki, Y.; Ikeda, H.; Iyoda, M
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49 ページ: 9251-9253
  • DOI: 10.1039/c3cc42922a
• [雑誌論文] Structure-dependent Electronic Natures of Star-shaped Oligothiophenes Probed by Ensemble and Single-molecule Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Chung, H.; Narita, T.; Yang, J.; Kim, P.; Takase, M.; Iyoda, M.; Kim, D
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 19 ページ: 9699-9709
  • DOI: 10.1002/chem.201300313
• [雑誌論文] Antiaromatic planar cyclooctatetraene : a strategy for ambipolar semiconductors in field effect transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishinaga, T.; Ohmae, T.; Aita, K.; Takase, M.; Iyoda, M.; Arai, T.; Kunugi, Y
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49 ページ: 5354-5356
  • DOI: 10.1039/c3cc41764f
• [雑誌論文] Steric Control in the π-Dimerization of Oligothiophene Radical Cations Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units (2013)
  • 著者名/発表者名: Tateno, M.; Takase, M.; Iyoda, M.; Komatsu, K.; T. Nishinaga
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 19 ページ: 5457-5467
  • DOI: 10.1002/chem.201204332
• [雑誌論文] Solvent-induced Crystalline State Emission and Multichromism of Bent π-Surface System Composed of Dibenzocyclooctatetraene Units (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishiuchi, T.; Tanaka, K.; Kuwatani, Y.; Sung, J.; Nishinaga, T.; Kim, D.; Iyoda, M
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 19 ページ: 4110-4116
  • DOI: 10.1002/chem.201203952
• [雑誌論文] Giant Conjugated Macrocycles : Synthesis and Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M
  • 雑誌名: J. Synth. Org. Chem. Jpn 巻: 70(11) ページ: 1157-1163
• [雑誌論文] Self-Assembly, Chromic Properties, and Nanostructure Formation of Tetrathiafulvalene-fused Dodecadehydro[18]annulenes (2012)
  • 著者名/発表者名: Enozawa, H.; Takahashi, T.; Nishinaga, T.; Kato, T.; Hasegawa, M.; Iyoda, M
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 85 ページ: 1120-1137
  • DOI: 10.1246/bcsj.20120135
• [雑誌論文] Syntheses, molecular structures, and biological activities of 1- and 2-(2'- deoxy-D-ribofuranosyl)cyclohepta[d][1, 2, 3] triazol-6(1H)-ones and 1-(2'-deoxy-Dribofuranosyl) cyclohepta[b]pyrrol-8(1H)-on es (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa, T.; Ohmae, T., Fujimuro, M.; Ito, M.; Nishinaga, T.; Iyoda, M
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 68 ページ: 3221-3224
  • DOI: 10.1016/j.tet.2012.04.109
• [雑誌論文] Sterically congested pyrrole-fused tetrathiafulvalene decamers as highly conductive amorphous molecular materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Takase, M.; Yoshida, N.; Narita, T.; Fujio, T.; Nishinaga, T.; Iyoda, M
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 2 ページ: 3221-3224
  • DOI: 10.1039/c2ra00035k
• [雑誌論文] Face-to-Face Arranged Dimeric Tetrathiafulvalenes and Their Cation Radical and Dication Species as Models of Mixed Valence and π-Dimer States (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, M.; Daigoku, K.; Hashimoto, K.; Nishikawa, H.; Iyoda, M
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 85 ページ: 51-60
  • DOI: 10.1246/bcsj.20110224
• [雑誌論文] Gold nanoparticle-templated assembly of oligothiophenes : preparation and film properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Saitou, K.; Nishiyabu, R.; Iyoda, M.; Kubo, Y
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 67 ページ: 9685-9689
  • DOI: 10.1016/j.tet.2011.10.032
• [雑誌論文] Synthesis and structural, electronic, optical and FET properties of thiophene-pyrrole mixed hexamers end-capped with phenyl and pentafluorophenyl groups (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishinaga, T.; Miyata, T.; Tateno, M.; Koizumi, M.; Takase, M.; Iyoda, M.; Kobayashi, N. Kunugi, Y
  • 雑誌名: J. Mater. Chem 巻: 21 ページ: 14959-14966
  • DOI: 10.1039/c1jm12966j
• [雑誌論文] Star-Shaped Pyrrole-Fused Tetrathiafulvalene Oligomers : Synthesis and Redox, Self-Assembling, and Conductive Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Takase, M.; Yoshida, N.; Nishinaga, T.; Iyoda, M
  • 雑誌名: Org. Lett 巻: 13 ページ: 3896-3899
  • DOI: 10.1021/ol2014279
• [雑誌論文] Structural, Optical, and Electronic Properties of a Series of 3, 4-Propylenedioxythiophene Oligomers in Neutral and Various Oxidation States (2011)
  • 著者名/発表者名: Lin, C.; Endo, T.; Takase, M.; Iyoda, M.; Nishinaga, T
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 11339-11350
  • DOI: 10.1021/ja2035442
• [雑誌論文] Synthesis and Nanostructures of Cyclic Triphenylene Trimers Having Long Alkyl and Alkoxy Side Chains (2011)
  • 著者名/発表者名: Hanai, Y.; Rahman, M. J.; Yamakawa, J.; Takase, M.; Nishinaga, T.; Hasegawa, M.; Kamada, K.; Iyoda, M
  • 雑誌名: Chem. Asian J 巻: 6 ページ: 2940-2945
  • DOI: 10.1002/asia.201100336
• [雑誌論文] Nano-Sized to Giant Conjugated Macrocycles : New Concepts and Versatile Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M.; Yamakawa, J.; Rahman, M
  • 雑誌名: J. Angew. Chem. Int. Ed 巻: 50 ページ: 10522-10553
  • DOI: 10.1002/anie.201006198
• [雑誌論文] Probing Coherence in Synthetic Cyclic Light-Harvesting Pigments (2011)
  • 著者名/発表者名: Donehue, J. E.; Varnavski, O. P.; Cemborski, R.; Iyoda, M.; Goodson III, T
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 4819-482
  • DOI: 10.1021/ja108359w
• [雑誌論文] Self-assembly and nanostructure formation of amphiphilic 4, 5-bis(2-pyridylethynyl)- tetrathiafulvalenes (2011)
  • 著者名/発表者名: Isomura, E.; Nishinaga, T.; Iyoda, M
  • 雑誌名: Supramolecular Chem 巻: 23 ページ: 304-309
  • DOI: 10.1080/10610278.2010.527978
• [雑誌論文] McMurry Coupling of Diformyldithienylacetylene : Synthesis of [24]-, [36]-, and [48]annulenes Composed of Thiophene, Acetylene, and Ethylene Units (2011)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M.; Huang, P.; Nishiuchi, T.; Takase, M.; Nishinaga, T
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 82 ページ: 1143-1149
  • DOI: 10.3987/COM-10-S(E)96
• [学会発表] Nano-sized to Giant Conjugated Macrocycles : Synthesis and Versatile Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, H.; Rahman, M. J.; Iyoda, M
  • 学会等名: ISIS-8
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20131129-1201
• [学会発表] Nanostructure Formation and Functional Properties of Macrocyclic Oligothiophene 6 and 8-mers (2013)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M.; Tanaka, K.; Shimizu, H
  • 学会等名: the 15th Asian Chemical Congress
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20130819-23
• [学会発表] Synthesis of Pentadecaphenylenes, Its Inclusion Properties, and Nanostructure Formation with C_<60> (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, H.; Rahman, M. J.; Arai, Y.; Ikeda, H.; Iyoda, M
  • 学会等名: the 15th Internal Symposium on Novel Aromatic Compounds
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20130728-0802
• [学会発表] 機能性有機π電子系と歩む (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊與田正彦
  • 学会等名: 早稲田大学講演会
  • 発表場所: 早稲田大学, 東京
  • 年月日: 2013-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Nanostructure Formation and Functional Properties of Giant Macrocyclic Oligothiophenes (2012)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M
  • 学会等名: 2nd International Conference on Nanotek and Expo
  • 発表場所: Philadelphia, Pennsylvania, USA
  • 年月日: 20121203-05
  • 招待講演
• [学会発表] 新しい環状π 電子系の構築と機能に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊與田正彦
  • 学会等名: 第6回有機π 電子系シンポジウム
  • 発表場所: 松山, 愛媛
  • 年月日: 2012-12-14
  • 招待講演
• [学会発表] 大環状オリゴチオフェン-合成とその特異な物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊與田正彦
  • 学会等名: 大阪府立大学白鷺セミナー第65回講演会
  • 発表場所: 大阪府立大学, 堺
  • 年月日: 2012-10-26
  • 招待講演
• [学会発表] Self-Organization of Nano-Sized to Giant Conjugated Macrocycles : Synthesis and Functional Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M
  • 学会等名: BIT's 1st Annual World Congress on Nano-S&T (Nano-S&T 2011)
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 20111023-26
  • 招待講演
• [学会発表] Nano-Sized to Giant Conjugated Macrocycles : Synthesis and Versatile Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M
  • 学会等名: the Seventh International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-7)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20111009-10
  • 招待講演
• [学会発表] Conducting Supramolecular Nanofibers and Nanorods (2011)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M
  • 学会等名: The International Symposium on Carbon Electronics (ISCE) & The STINT Summer School 2011
  • 発表場所: Seoul National University, Seoul, Korea
  • 年月日: 20110509-14
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of Macrocyclic Oligothiophene 4n-mers and Photochromism of 8-mer (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, H.; Haque, T.; Tabata, C.; Takase, M.; Nishinaga, T.; Nomura, K.; Iyoda, M
  • 学会等名: International Symposium on Nano Science and Functional Materials : Post-symposium of International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2011 (C&FC2011)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Synthesis of Macrocyclic Pentadecaphenylene and its Functional Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Rahman, M. J.; Shimizu, H.; Iyoda, M
  • 学会等名: International Symposium on Nano Science and Functional Materials : Post-symposium of International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2011 (C&FC2011)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] 有機巨大環状化合物の合成と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊與田正彦
  • 学会等名: 近畿化学協会有機金属部会平成23年度第一回例会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-04-15
  • 招待講演
• [図書] 導電性超分子ワイヤー -テトラチアフルバレンから作られるナノ材料- (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊與田正彦
  • 総ページ数: 3-5
  • 出版者: マテリアルステージ
• [図書] 導電性超分子ナノ集積体の構築と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川真士, 伊與田正彦
  • 総ページ数: 29-35
  • 出版者: ファインケミカル
• [図書] 可溶性置換基をもつ3, 4-ジオキシチオフェンオリゴマーの合成と基礎物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西長亨, 伊與田正彦「PEDOT の材料物性とデバイス応用」監修 奥崎秀憲典
  • 総ページ数: 24-30
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー
• [図書] Conjugated Molecular Belts Based on 3-D Benzannulene Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Iyoda, M.; Kuwatani, Y.; Nishinaga, T.; Takase, M.; Nishiuchi, T. In Fragments of Fullerenes and Carbon Nanotubes : Designed Synthesis, Unusual Reactions, and Coordination Chemistry, Eds. Petrukhina, M. A.; Scott, L. T
  • 総ページ数: 311-342
  • 出版者: Wiley-VCH
• [図書] 有機巨大環状化合物の合成と機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊與田正彦
  • 総ページ数: 10-15
  • 出版者: OM ニュース
• [図書] 有機分子のナノ集積体化学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊與田正彦
  • 総ページ数: 5-6
  • 出版者: ファインケミカル
• [備考]
  • URL: http://www.comp.tmu.ac.jp/iyoda/