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2013 年度 実績報告書

アセン骨格を有する有機塩結晶の創製と配列制御による高効率キャリア輸送材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25288048
研究機関大阪大学

研究代表者

佐藤 哲也  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40273586)

研究分担者 藤内 謙光  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30346184)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード環境調和型合成 / ファインケミカルズ / 結晶 / 有機半導体材料
研究概要

本研究の一年目にあたる平成25年度は、まずこれまであまり検討されていない、スルホ基を始めとする含硫黄官能基を有する芳香族基質を用いた脱水素カップリング反応について検討を行った。硫黄と遷移金属触媒の相互作用が強いため、含硫黄化合物は通常触媒毒となり、触媒反応を阻害するとされているが、適切に設計したロジウム触媒を用いると、ベンゼンスルホン酸やフェニルスルホキシドと不飽和化合物とのカップリングがうまく進行することを見出した。得られた研究成果は、速報二報およびフルペーパー一報にまとめ、国際誌に掲載された。このように、含硫黄官能基共存下でも、脱水素カップリングを行える触媒系が見つかったため、今後、スルホ基等を有する芳香族アルキンを用いたカップリング反応の開発を行い、任意の位置に複数の含硫黄官能基を有する縮合芳香族化合物の合成を行う予定である。
さらに適当なルテニウムあるいはロジウム触媒存在下では、芳香族アミンの直接的修飾が可能で、アミノ基の周辺に種々の置換基を有する一連の芳香族アミンが合成できた。このようにして得られた芳香族スルホン酸類と芳香族アミン類を組み合わせ、有機塩結晶を調製する。分子配列が高度に制御され、含まれる芳香族部位が規則的に配列されることで、高密度キャリア輸送層形成等、高機能に結びつくものと期待される。さらに調製した有機塩結晶における分子積層構造を調べた上で、種々基礎物性を測定し、構造ー物性相関データを収集する予定である。

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

本研究の鍵であり、最大の難関と思われた、含硫黄官能基を含む芳香族基質の脱水素カップリングに高い活性を示す触媒系の開発に成功している。これを用いていくつかの多環芳香族スルホン酸誘導体の合成も達成しており、アミンとの有機塩結晶の調製にも着手している。

今後の研究の推進方策

このまま、含硫黄官能基を有する多環芳香族化合物と芳香族アミンの合成を進めて行く予定である。得られた生成物を組み合わせて、一連の有機塩結晶を調製する。構造ー物性相関データが集まると、分子設計にも新たな指針が示されると考えられるため、必要であれば、その合成に適した触媒および反応について、再検討する。

次年度の研究費の使用計画

本年度の最終検討課題として、種々芳香族スルホン酸類を購入して、アルキンとの脱水素カップリングを行う予定であったが、時間が足りなくなったため、この検討を次年度に行うよう変更したため。
次年度の最初の一ヶ月間で、芳香族スルホン酸類を購入し、カップリングを行う予定である。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Amphiphilic Inclusion Spaces for Various Guests and Regulation of Fluorescence Intensity of 1,8-Bis(4-aminophenyl)anthracene Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      M. Sugino, K. Hatanaka, Y. Araki, I. Hisaki, M. Miyata, N. Tohnai
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 20 ページ: 3069-3076

    • DOI

      10.1002/chem.201304541

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Annulative Coupling of 3-Phenylthiophenes with Alkynes Involving Double C-H Bond Cleavages2014

    • 著者名/発表者名
      飯塚 智紀
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 20 ページ: 385-389

    • DOI

      10.1002/chem.201303847

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-Catalyzed Ortho-Alkenylation through C-H Bond Cleavage Directed by Sulfoxide Groups2014

    • 著者名/発表者名
      信重 和紀
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 16 ページ: 1188-1191

    • DOI

      10.1021/ol5000605

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palladium-Catalyzed Decarboxylative Arylation of Benzoylacrylic Acids toward the Synthesis of Chalcones2013

    • 著者名/発表者名
      宇納 佑斗
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 78 ページ: 5096-5102

    • DOI

      10.1021/jo400716e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nickel-Catalyzed Direct Alkylation of Heterocycles with α-Bromo Carbonyl Compounds: C3-Selective Functionalization of 2-Pyridones2013

    • 著者名/発表者名
      中谷 彰宏
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 19 ページ: 7691-7695

    • DOI

      10.1002/chem.201301350

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium(III)-catalyzed Oxidative Coupling through C-H Bond Cleavage Directed by Phosphinoxy Groups2013

    • 著者名/発表者名
      宇納 佑斗
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 ページ: 3258-3261

    • DOI

      10.1021/ol4012794

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed C3-Selective Alkenylation of Substituted Thiophene-2-Carboxylic Acids and Related Compounds2013

    • 著者名/発表者名
      飯塚 智紀
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 78 ページ: 7216-7222

    • DOI

      10.1021/jo4011969

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Regioselective C-H Alkenylation Directed by a Free Amino Group2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木 智晴
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 15 ページ: 3990-3993

    • DOI

      10.1021/ol401779h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed ortho-Alkenylation of Phenylphosphine Oxides through Regio- and Stereoselective Alkyne Insertion into C-H Bond2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤 将城
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 78 ページ: 8098-8104

    • DOI

      10.1021/jo401393b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Approach to Benzophosphole Oxides through Silver- or Manganese-Mediated Dehydrogenative Annulation Involving C-C and C-P Bond Formation2013

    • 著者名/発表者名
      宇納 佑斗
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 52 ページ: 12975-12979

    • DOI

      10.1002/anie.201307211

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhodium-Catalyzed Decarboxylative and Dehydrogenative Coupling of Maleic Acids with Alkynes and Alkenes2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤 将城
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 78 ページ: 11427-11432

    • DOI

      10.1021/jo401992d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A facile and versatile approach to efficient enhancement of solid-state luminescence by organic-inorganic hybrid salts2013

    • 著者名/発表者名
      藤内 謙光
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 42 ページ: 15922-15926

    • DOI

      10.1039/C3DT51422F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidation of Anthracene Arrangement for Excimer Emission at Ambient Conditions2013

    • 著者名/発表者名
      杉野 光彩
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 13 ページ: 4986-4992

    • DOI

      10.1021/cg401166v

    • 査読あり
  • [学会発表] 配向基を利用した芳香環への直接置換基導入法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 哲也
    • 学会等名
      研究会 金属新機能場の開発を目指して
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20140203-20140203
    • 招待講演
  • [学会発表] カルボン酸類および関連化合物の触媒的直截変換反応2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 哲也
    • 学会等名
      分子活性化第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      20140129-20140129
    • 招待講演
  • [学会発表] Chelation-Assisted Direct C-H Functionalization under Transition-Metal Catalysis under Transition-Metal Catalysis2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 哲也
    • 学会等名
      The 15th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Resorts World Sentosa Convention Centre
    • 年月日
      20130820-20130820
    • 招待講演
  • [学会発表] Transition-Metal-Catalyzed Dehydrogenative Coupling through Carboxyl Group-Directed C-H Bond Cleavage2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 哲也
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Molecular Activation
    • 発表場所
      Sheraton Steamboat Resort
    • 年月日
      20130726-20130726
    • 招待講演
  • [学会発表] C-H 官能基化2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 哲也
    • 学会等名
      第40 回有機金属化学セミナー
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      20130614-20130614
    • 招待講演
  • [図書] Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions and More2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 哲也
    • 総ページ数
      37
    • 出版者
      Wiley-VCH
  • [図書] Science of Synthesis, (Vol. Catalytic Transformations via C―H Activation)2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 哲也
    • 総ページ数
      未定
    • 出版者
      Georg Thieme
  • [図書] Transition-Metal-Mediated Aromatic Ring Construction2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤 哲也
    • 総ページ数
      35
    • 出版者
      John Wiley and Sons

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公開日: 2015-05-28  

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