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2015 年度 実施状況報告書

ビラジカル種の可逆的相互変換を鍵とする電位応答型二光子吸収スイッチの創製

研究課題

研究課題/領域番号 26410034
研究機関東北大学

研究代表者

武田 貴志  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80625038)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード酸化還元対 / エレクトロクロミズム / チオフェン
研究実績の概要

本研究はラジカル性を酸化還元によって調節できる系とその光学的応用を目的としている。本年度はチオフェンおよびチエノチオフェンの末端に酸化還元ユニットであるジアリールメチレン基を導入した化合物の合成及びその物性評価を行った。
はじめに標的化合物の汎用性の高い合成法の開発を行った。既報の方法では高温の反応条件もしくは不安定なカチオン種の単離が必要であったが、本改良法ではすべての反応を低温でかつカチオンの単離を行わずに行うことができた。ジオールからのカチオン発生において高極性かつ留去が容易なヘキサフルオロイソプロパノールとルイス酸を用いることで続く還元をin situで行うことができる。また、電子供与性・電子求引性置換基をアリール基に導入可能であることも確かめられた。より強い電子供与基であるアミノフェニル基の導入及び中央のチオフェンユニットの更なる拡張についても検討を行ったが目的物を得ることができなかった。これは生成した目的分子が電子供与性の増加のために不安定化し、分解したためと考えられる。
合成した酸化還元対の物性を調査した。スペクトル測定より500nm付近に大きな吸収を有し、発光を示すことが分かった。また、その吸収はアリール基状への置換基の導入によって変調できることも確かめられた。サイクリックボルタンメトリー測定よりこれらは強い電子供与能を有することが分かった。酸化によって生成したジカチオン種は不安定であるが、電子供与基をアリール基に導入することにより安定化できることが分かった。電気化学的に安定な化学種は段階的なエレクトロクロミズムを示すことが確かめられた。

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

チオフェンを基盤とした酸化還元対の構築の検討を行い、その物性を明らかにすることができた。他の計画も検討を行っていることから、本研究はおおむね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

ラジカル性が関与するより安定な酸化還元対の探索を行い、その光学的特性の調査を行う。昨年度検討を行った化合物のいくつかで特異な応答を示す結晶を見出した。その詳細な機構解明もあわせて行う。来年度は本研究計画の最終年にあたることから成果のとりまとめも行う。

次年度使用額が生じた理由

昨年度の購入を見送っていた低温恒温槽を導入した。予定額を昨年度より繰り越していたが、実際の購入額はそれよりも低額であった。今年度の計画経費については学会参加に係る経費が予定より必要であった一方、試薬などの消耗品費が少額で済んだ。その結果、次年度の使用額がわずかに生じる結果となった。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額については酸化還元対の創製に必要な試薬などの消耗品費および研究成果発表に係る旅費・印刷費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Preparation, Structure and Redox Behavior of Bis(diarylmethylene)dihydrothiophene and Its pi-Extended Analogues2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Takeda, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 80 ページ: 2455-2461

    • DOI

      10.1021/acs.joc.5b00021

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New Insights into the Hexaphenylethane Riddle: Formation of an alpha,o-Dimer2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Uchimura, Takashi Takeda, Ryo Katoono, Kenshu Fujiwara, Takanori Suzuki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition

      巻: 54 ページ: 4010-4013

    • DOI

      10.1002/anie.201500122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron-deficient Acene-based Liquid Crystals: Dialkoxydicyanopyrazinoquinoxalines2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Takeda, Jun'ya Tsutsumi, Tatsuo Hasegawa, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 3 ページ: 3016-3022

    • DOI

      10.1039/c5tc00022j

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorescent Ferroelectrics of Hydrogen-Bonding Pyrene Derivative2015

    • 著者名/発表者名
      Hayato Anetai, Yoshifumi Wada, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Taishi Takenobu, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 6 ページ: 1813-1818

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.5b00703

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] スルホンアミド基を有するアントラキノンの電子物性、結晶構造と溶媒吸着挙動2016

    • 著者名/発表者名
      武田 貴志、芥川 智行
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 (京田辺)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] シンプルな縮環芳香族化合物を基盤とした電子材料の開発2015

    • 著者名/発表者名
      武田 貴志
    • 学会等名
      附置研究所間アライアンス第三回若手研究交流会
    • 発表場所
      九州大学 (春日)
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-17
    • 招待講演
  • [学会発表] ジアルコキシジシアノピラジノキノキサリン誘導体の液晶性と電子物性2015

    • 著者名/発表者名
      武田 貴志、芥川 智行
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学 (松山)
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [学会発表] Electron-deficient Acene-based Liquid Crystal: Dialkoxydicyanopyrazinoquinoxalines2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Takeda, Jun'ya Tsutsumi, Tatsuo Hasegawa, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, Tomoyukiakutagawa
    • 学会等名
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      Madrid (Spain)
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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