精密有機合成に立脚したナノカーボン構造化学

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24241036
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 磯部 寛之 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30302805)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ナノチューブ・フラーレン / 合成化学 / 有機化学 / ナノ材料

研究実績の概要

「精密有機合成に立脚したナノカーボン構造化学」と題した本研究では，ナノカーボン分子構造の探究によるその理解と，それに基づく新しいナノカーボン分子の発展的活用を計画している．主題となる主要三項目は，１．新規ナノカーボン分子骨格の創製，２．ナノカーボン分子の構造多様化，３．ナノカーボン分子の特性・新機能探索となっている．今年度の主立った成果を列記する：○Chem. Sci.誌に分子ベアリングの特異的性質を報告．この報告はごく最近，構造化学・理論化学的議論に発展した．○前年度に発見した光電子移動について，構造・特性相関研究をChem. Asian J.誌に発表．○ナフタレンを用いた世界初の帯状分子をAngew. Chem. Int. Ed.誌に発表．○多様な構造をもつ帯状分子をChem. Lett.誌に数報発表．○単層有機ELデバイスを実現する，グラフェン穴モデル炭化水素分子の創製をChem. Sci.誌に発表．○単層有機ELデバイスのための第二世代炭化水素分子の設計・合成をJ. Org. Chem.誌に発表．いずれも基盤研究（A）を端緒として新しい発展が見込まれる成果となっている．

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初予定した主要三項目において，当初目的を果たし，次なる研究課題への発展を構想できる土台となる成果までに至っている．とくに材料科学での革新的材料開発の基礎を築いたことは特筆に値する．

今後の研究の推進方策

研究最終年度となる本年度では，全体を俯瞰的に総括することで，次なる研究課題の設定を心がける．とくに，材料科学への発展的成果やナノ科学での萌芽的成果など，多岐に亘る方向性を如何に定め，集約あるいは個別発展するのかについて慎重に吟味したい．

研究成果

• [雑誌論文] Aromatic hydrocarbon macrocycles for highly efficient organic light-emitting devices with single-layer architectures (2016)
  • 著者名/発表者名: Xue, J. Y.; Izumi, T., Yoshii, A.; Ikemoto, K.; Koretsune, T.; Akashi, R.; Arita, R.; Taka, H.; Kita, H.; Sato, S.; Isobe, H.
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 7 ページ: 896-904
  • DOI: 10.1039/C5SC03807C
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modular synthesis of aromatic hydrocarbon macrocycles for simplified single-layer organic light-emitting devices (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikemoto, K.; Yoshii, A.; Izumi, T.; Taka, H.; Kita, H.; Xue, J.Y.; Kobayashi, R.; Sato, S.; Isobe, H.
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 巻: 81 ページ: 662-666
  • DOI: 10.1021/acs.joc.5b02620
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] One-pot synthesis of [n]cyclo-1,3-pyrenylenes via Ni-mediated macrocyclization (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikemoto, K.; Sato, S.; Isobe, H.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 45 ページ: 未定
  • DOI: 10.1246/cl.151112
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Theoretical studies on a carbonaceous molecular bearing: Association thermodynamics and dual-mode rolling dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Isobe, H.; Nakamura, K.; Hitosugi, S.; Sato, S.; Tokoyama, H.; Yamakado, H.; Ohno, K.; Kono, H.
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 6 ページ: 2746-2753
  • DOI: 10.1039/c5sc00335k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modulation of energy conversion processes in carbonaceous molecular bearings (2015)
  • 著者名/発表者名: Hitosugi, S.; Ohkubo, K.; Kawashima, Y.; Matsuno, T.; Kamata, S.; Nakamura, K.; Kono, H.; Sato, S.; Fukuzumi, S.; Isobe, H.
  • 雑誌名: Chem. Asian J 巻: 10 ページ: 2404-2410
  • DOI: 10.1002/asia.201500673
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chimeric RNA oligonucleotides with triazole and phosphate linkages: Synthesis and RNA interference (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujino, T.; Kogashi, K.; Okada, K.; Mattarella, M.; Suzuki, T.; Yasumoto, K.; Sogawa, K.; Isobe, H.
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 10 ページ: 2683-2688
  • DOI: 10.1002/asia.201500765
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Belt-shaped cyclonaphthylenes (2015)
  • 著者名/発表者名: Sun, Z.; Sarkar, P.; Suenaga, T.; Sato, S.; Isobe, H.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 ページ: 12800-12804
  • DOI: 10.1002/anie.201506424
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and dynamic structures of a hybrid nanohoop molecule composed of anthanthrenylene and phenylene panels (2015)
  • 著者名/発表者名: Sarkar, P.; Sato, S.; Kamata, S.; Matsuno, T.; Isobe, H.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 ページ: 1581-1583
  • DOI: 10.1246/cl.150801
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ナノカーボンインスパイアード分子の設計・合成と新機能開拓 (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯部寛之
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会（2016）
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-26 – 2016-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] Science of Finite Carbon Nanotube Molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Isobe
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会（2016）
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24 – 2016-03-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 炭素と水素の構造科学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯部寛之
  • 学会等名: 向研会ドクター会
  • 発表場所: 宇治おうばくプラザ（宇治）
  • 年月日: 2016-03-23 – 2016-03-23
  • 招待講演
• [学会発表] Carbonaceous Molecular Bearings (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Isobe
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
  • 発表場所: Honolulu(USA)
  • 年月日: 2015-12-16 – 2015-12-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Click on RNA-i: Introduction of triazole-linkers in siRNA (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Isobe
  • 学会等名: Tateshina Conference on Organic Chemistry 2015
  • 発表場所: Tateshina Forum（蓼科）
  • 年月日: 2015-11-07 – 2015-11-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 少ない元素で多機能を：有機発光ダイオードデバイス材料の新設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯部寛之
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京）
  • 年月日: 2015-10-15 – 2015-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 有限長ナノカーボン分子の科学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯部寛之
  • 学会等名: 高分子・ハイブリッド材料研究センター（PHyM)2015シンポジウム
  • 発表場所: 多元研 南総合研究棟（仙台）
  • 年月日: 2015-06-17 – 2015-06-17
  • 招待講演
• [学会発表] Science of Cycloarylenes: Synthesis, Structures and … (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Isobe
  • 学会等名: Organic ChemistrySymposia-Sendai (RSC Roadshow)
  • 発表場所: 青葉サイエンスホール（仙台）
  • 年月日: 2015-06-01 – 2015-06-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Carbonaceous Molecular Bearings (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Isobe
  • 学会等名: Frontiers in Quantum Materials and Devices & Tohoku / Harvard Workshop
  • 発表場所: Harvard(USA)
  • 年月日: 2015-05-22 – 2015-05-22
  • 国際学会 / 招待講演