典型元素の性質を利用した機能性オリゴへテロールの開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24750031
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 古山 渓行 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30584528)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 有機化学 / 典型元素化学 / 機能性色素 / オリゴヘテロール / フタロシアニン

研究実績の概要

本年度は前年度に見いだされた15族元素（リン）を含むアザポルフィリン錯体の興味深い物性に関して更なる探求を行った。ある種のアザポルフィリンリン錯体について、酸塩基応答により吸収特性が大きく変化する現象について、各種分光測定・理論化学計算を用いた解析を行った。結果特に塩基の存在により中心リンの電子状態が大きく変わることが吸収特性の変化と対応していることを見いだした。
また、分光特性のみならず、構造特性にも着目した研究を行った。ある種の嵩高い置換基を有するフタロシアニンは固体状態によって大きく歪むことが知られている。このような化合物に対しリン錯化を検討し、合成・単離および結晶構造の解析に成功した。結果、リン錯化の前後で歪み構造が大きく変化していることが分かり、広い共役系を持つ有機分子の構造がわずか一原子の効果により変化することを示した。
以上の内容、また研究期間全体を通して、環状・鎖状オリゴヘテロールの分子デザインにおいて、16族元素または15族元素の活用が非常に有効であることを示した。16族元素を用いた分子については蛍光材料として、15族元素を用いた分子については可視-近赤外光材料としての活用が期待できる。また本研究では、分子の合成法の開発に並行して理論計算を用いた分子群の評価も並行して行った。結果化合物中の元素・構造が与える効果をより明確にすることができ、新規有機材料開発の指針となりうることが期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Dinitriles Having AIE-Active Moieties: Synthesis, E/Z Isomerization and Fluorescence Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: Tasso, T. T.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 21 ページ: 4817-4824
  • DOI: 10.1002/chem.201406128
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Optical Properties of Tetraazaporphyrin Phosphorus(V) Complexes with Electron-Rich Heteroatoms (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 56 ページ: 1671-1674
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2015.02.033
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural Changes in Non-Planar Octaaryl Substituted Phthalocyanine Phosphorus Complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Harako, R.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: J. Porphyrin Phthalocyanines 巻: 19 ページ: 500-509
  • DOI: 10.1142/S1088424615500364
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design, Synthesis and Properties of Phthalocyanine Complexes with Main-Group Elements Showing Main Absorption and Fluorescence beyond 1000 nm (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Satoh, K.; Kushiya, T.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 ページ: 765-776
  • DOI: 10.1021/ja411016f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An Exemplary Relationship between the Extent of Cofacial Aggregation and Fluorescence Quantum Yield as Exhibited by Quaternized Amphiphilic Phthalocyanines (2014)
  • 著者名/発表者名: Tasso, T. T.; Yamasaki, Y.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 43 ページ: 5886-5892
  • DOI: 10.1039/c4dt00195h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Tetrabenzotriazacorrole μ-Oxo Dimer and Investigation of Its Stacking Effect (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Sugiya, Y.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 ページ: 4312-4314
  • DOI: 10.1039/c4cc01115e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphorus(V) Tetraazaporphyrins: Porphyrinoids Showing an Exceptionally Strong CT Band between the Soret and Q Bands (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Yoshida, T.; Hashizume, D.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 5 ページ: 2466-2474
  • DOI: 10.1039/c4sc00569d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Aza-Bridged Thiophene-Pyrrole Dyads and Their Isomers (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Noguchi, D.; Suzuki, Y.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Can. J. Chem. 巻: 92 ページ: 765-770
  • DOI: 10.1139/cjc-2014-0039
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Spectroscopic Properties of Chiral Binaphthyl-Linked Subphthalocyanines (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhao, L.; Wang, K.; Furuyama, T.; Jiang, J.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 ページ: 7663-7665
  • DOI: 10.1039/c4cc03426k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Tetrabenzotriazacorrole-Subphthalocyanine μ-Oxo Triad (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Sugiya, Y.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Macroheterocycles 巻: 7 ページ: 139-144
  • DOI: 10.6060/mhc140488k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of New Chlorin e6 Trimethyl and Protoporphyrin IX Dimethyl Ester Derivatives and Their Photophysical and Electrochemical Characterizations (2014)
  • 著者名/発表者名: Menezes, J. C. J. M. D. S.; Faustino, M. A. F.; de Oliveira, K. T.; Uliana, M. P.; Ferreira, V. F.; Hackbarth, S.; Roder, B.; Tasso, T. T.; Furuyama, T.; Kobayashi, N.; Silva, A. M. S.; Neves, M. G. P. M. S.; Cavaleiro, J. A. S.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 20 ページ: 13644-13655
  • DOI: 10.1002/chem.201403214
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Control of Absorption Properties of Tetraazaporphyrin Group 15 Complexes by Modification of their Axial Ligands (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuyama, T.; Asai, M.; Kobayashi, N.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 ページ: 15101-15104
  • DOI: 10.1039/c4cc07408d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] テトラアザポルフィリン五価リン錯体の一電子還元による安定な有機ラジカルの生成と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田拓矢・古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 千葉県船橋市
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 硫黄アニオンを用いたフタロニトリル二量化反応の開発および新規拡張フタロシアニン類の合成検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤岳仁・古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 千葉県船橋市
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] テトラアザポルフィリン14族錯体の合成と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 下岡千尋・古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 千葉県船橋市
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 元素の特性を活用したアザポルフィリン類の合成・光物性制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 千葉県船橋市
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] アザポルフィリン五価リン錯体の設計に基づく機能性色素の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 第40回反応と合成の進歩シンポジウム
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-11
• [学会発表] アザポルフィリン類の新規合成法を鍵とする光材料の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行・櫛谷知史・野口大樹・小林長夫
  • 学会等名: 第44回複素環化学討論会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] 凝集発光ユニットを持つニトリル類およびその環化体の合成と物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: Thiago T. Tasso・古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] 歪んだ骨格を持つα-オクタアリールフタロシアニン五価リン錯体の合成と物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原子涼丞・古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] テトラアザポルフィリン五価リン錯体の置換基効果を活用した強い電荷移動バンドの発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田拓矢・古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] 凝集発光特性を有する新規フタロシアニンの合成と物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 四反田翔・古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] ナフチリジンを含むヘミポルフィラジン及びその金属錯体の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤岳仁・古山渓行・小林長夫
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] Design, Synthesis, and Properties of Near-IR-Absorbing Phthalocyanine Complexes with Main-Group Elements (2014)
  • 著者名/発表者名: Taniyuki Furuyama, Koh Satoh, Tomofumi Kushiya, Nagao Kobayashi
  • 学会等名: International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Synthesis and Characterization of Tetrabenzotriazacorrole and its μ-oxo Linked Dimer (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Sugiya, Taniyuki Furuyama, Nagao Kobayashi
  • 学会等名: International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Synthesis of Highly Deformed α-Octaaryl Phthalocyanine Phosphorus(V) Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Harako, Taniyuki Furuyama, Nagao Kobayashi
  • 学会等名: International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Phosphorus(V) Tetraazaporphyrins showing an Intense CT Band comparative to the Soret and Q Bands (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Yoshida, Taniyuki Furuyama, Nagao Kobayashi
  • 学会等名: International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Synthesis and Optical Properties of Tetraphenylethylene Substituted Phthalocyanines (2014)
  • 著者名/発表者名: Sho Shitanda, Taniyuki Furuyama, Nagao Kobayashi
  • 学会等名: International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-8)
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] 置換基効果を活用した可視-近赤外強吸収テトラアザポルフィリン五価リン錯体の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古山渓行・吉田拓矢・鎌田賢司・小林長夫
  • 学会等名: 感応性化学種が拓く新物質科学 第3回公開シンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-17
• [学会発表] 軸配位子の変化に基づくテトラアザポルフィリン五価リン錯体の吸収特性変換 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林長夫・浅井光夫・古山渓行
  • 学会等名: 感応性化学種が拓く新物質科学 第3回公開シンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-17
• [備考] 東北大学大学院理学研究科化学専攻 機能分子化学研究室
  • URL: http://kinou.chem.tohoku.ac.jp/KobayashiLabHP/Home.html