• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2012 Fiscal Year Annual Research Report

ヘテロ原子修飾型開殻グラフェンの精密合成と物性開発

Research Project

Project/Area Number 22350018
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

森田 靖  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70230133)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords開殻有機分子 / ヘテロ原子 / 置換基効果
Research Abstract

本研究では、開殻グラフェンの部分骨格であるトリアンギュレンに三つの酸素官能基を導入したトリオキソトリアンギュレン(TOT)を基盤とする新奇機能性物質の開拓を目指してきた。具体的には、TOTに様々な置換基を導入することでその電子的、磁気的物性を制御し、有機中性ラジカルを用いた新しい機能を探索した。
平成24年度は、TOTの三角形の頂点に3つのフェニル基やチオフェン類を導入した誘導体の合成を行った。いずれの誘導体も中性ラジカルとしては高い安定性を示した。置換基の効果によって酸化還元電位や電子スピン密度が大きな影響を受けることがわかった。導入した置換基の電子的な特徴から、置換基からTOT骨格部位に部分的に電子移動が起きた状態が観測され、量子化学計算から予想された特異な現象を見いだすことができた。
TOTが持つ高い安定性と多段階酸化還元性に着目し、これらの新規なTOT誘導体を正極活物質として用いたLiイオン二次電池の開発も検討した。その結果、デバイス化手法や導入した置換基の電子的効果によって出力電圧の制御も可能であることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (32 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 6 results) Book (4 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Organic Rechargeable Batteries with Tailored Voltage and Cycle Performance2013

    • Author(s)
      S. Nishida, Y. Yamamoto, T. Takui, Y. Morita , 他3人
    • Journal Title

      ChemSusChem

      Volume: 6 Pages: 794-797

    • DOI

      DOI:10.1002/cssc.201300010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cooperation of Hydrogen-Bond and Charge-Transfer Interactions in Molecular Complexes in the Solid State2013

    • Author(s)
      Morita, Y.
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      Volume: 86 Pages: 183,197

    • DOI

      10.1246/bcsj.20120241

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal Surface Mediated Structure Transformation of Kinetic Framework Composed of Multi-interactive Ligand TPHAP and Co(II)2012

    • Author(s)
      Y. Yakiyama, A. Ueda, Y. Morita, M. Kawano
    • Journal Title

      Chem. Commun

      Volume: 48 Pages: 10651-10653

    • DOI

      DOI:10.1039/C2CC35078E

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modulation of Charge-transfer Complexes Assisted by Complementary Hydrogen Bonds of Nucleobases: TCNQ Complexes of a Uracil-substituted EDO-TTF2012

    • Author(s)
      Y. Morita, 他4人
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 14 Pages: 6881-6887

    • DOI

      DOI:10.1039/C2CE25889G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral Stable Phenalenyl Radical: Synthesis, Electronic-spin Structure, and Optical Properties of [4]Helicene-structured Diazaphenalenyl2012

    • Author(s)
      Y. Morita, 他6人
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 6691-6695

    • DOI

      DOI:10.1002/anie.201202654

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Organic Conductors with Self-Assembled Architectures of Biomolecules: Synthesis and Crystal Structures of Nucleobase-Functionalized Tetrathiafulvalene Derivatives2012

    • Author(s)
      Murata, T.
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      Volume: 85 Pages: 995,1006

    • DOI

      10.1246/bcsj.20120102

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tetrathiafulvalene-Type Electron Donors Bearing Biimidazole Moieties: Multifunctional Units with Hydrogen Bonding Abilities2012

    • Author(s)
      Murata, T.
    • Journal Title

      Eur. J. Org. Chem.

      Volume: 22 Pages: 4123,4129

    • DOI

      10.1002/poc.1916

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pulsed Electron Spin Nutation Spectroscopy of Weakly Exchange-Coupled Biradicals: A General Theoretical Approach and Determination of the Spin Dipolar Interaction2012

    • Author(s)
      Ayabe, K.
    • Journal Title

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      Volume: 14 Pages: 9137,9148

    • DOI

      10.1039/C2CP40778G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Synthetic Two-Spin Quantum Bit: g-Engineered Exchange-Coupled Biradical Designed for Controlled-NOT Gate Operations2012

    • Author(s)
      Nakazawa, S.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 9860,9864

    • DOI

      10.1002/anie.201204489

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tetrathiafulvalene-Fused Porphyrins via Quinoxaline Linkers: Symmetric and Asymmetric Donor-Acceptor Systems2012

    • Author(s)
      Jia, H.
    • Journal Title

      ChemPhysChem

      Volume: 13 Pages: 3370,3382

    • DOI

      10.1002/cphc.201200350

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nucleobase-Functionalized 1,6-Dithiapyrene-Type Electron-Donors: Supramolecular Assemblies by Complementary Hydrogen-Bonds and π-Stacks2012

    • Author(s)
      Murata, T.
    • Journal Title

      Cryst. Growth Des.

      Volume: 12 Pages: 5815,5822

    • DOI

      10.1021/cg301414s

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Extremely Redox-active Air-stable Neutral π-Radical: Dicyanomethylene-substituted Triangulene with a Three-fold Symmetry2012

    • Author(s)
      Ueda, A.
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 18 Pages: 16272,16276

    • DOI

      10.1002/chem.201203755

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アルキルアミノ基を導入したトリオキソトリアンギュレン型中性ラジカルの合成と物性2013

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] 電子スピン非局在型中性ラジカルの新展開2013

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      東北大学卓越大学院研究会「金属錯体の固体物性最前線 ―金属錯体と固体物性物理と生物物性の連携新領域を目指してー」
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20130204-20130206
    • Invited
  • [Presentation] 開殻グラフェンフラグメント:空気中でも安定な有機中性ラジカルの設計・合成と蓄電デバイスへの展開2013

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      炭素材料学会セミナー
    • Place of Presentation
      東京 総評会館
    • Year and Date
      20130118-20130118
    • Invited
  • [Presentation] レアメタルフリーの高性能分子スピン電池の開発2013

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      大阪スマートエネルギー・ビジネスシーズコンペ受賞者発表会
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト
    • Year and Date
      2013-02-01
  • [Presentation] 空気中でも安定な有機中性ラジカルの新展開:基礎物性と二次電池への応用2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      京都大学大学院工学研究科 分子工学コロキウム
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      20121218-20121218
    • Invited
  • [Presentation] 電子スピン非局在型の安定な有機中性ラジカルの新展開:基礎物性とコバルトフリー高性能Liイオン二次電池への挑戦2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      九州大学大学院薬学研究院機能分子合成化学セミナー
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      20121130-20121130
    • Invited
  • [Presentation] 空気中でも安定な有機中性ラジカルの新展開:基礎学術と二次電池への応用2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      第21回 大阪大学理学研究科技術職員研修プログラム
    • Place of Presentation
      大阪大学理学研究科
    • Year and Date
      20121109-20121109
    • Invited
  • [Presentation] 空気中でも安定なスピン非局在型中性ラジカル:トリオキソトリアンギュレンに対する置換基効果2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      第102回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学国際会議場
    • Year and Date
      20121108-20121109
  • [Presentation] 分子スピン電池:電子スピンおよび結晶構造制御に基づくアプローチ2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      第51回電子スピンサイエンス学会年会 (SEST2012)ミニシンポジウム「エキゾチックな分子磁性の研究最前線」
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      20121101-20121103
    • Invited
  • [Presentation] ジシアノメチレン基を組み込んだトリアンギュレンを基盤とする安定中性ラジカルの合成と物性2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      第23回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] Air-stable Neutral Radicals: Challenges for Electrode-active Materials2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      International Symposium on Reactive Intermediates and Unusual Molecules (ISRIUM)
    • Place of Presentation
      Centro Stefano Franscini, Ascona, Switzerland
    • Year and Date
      20120708-20120713
  • [Presentation] Synthetic Organic Spin Chemistry: Fundamentals and Applications of Air-stable pi-Extended Neutral Radicals2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      lecture series of the GdCh (German Chemical Society)
    • Place of Presentation
      Institute for Organic Chemistry, University of Leipzig,
    • Year and Date
      20120705-20120705
  • [Presentation] 中性ラジカルとアニオン塩の自己集合:トリオキソトリアンギュレンから成る混合原子価π積層ポリマー2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      第9回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      20120526-20120527
  • [Presentation] 電子スピン非局在型の安定な有機中性ラジカルを活物質に用いたコバルトフリー高性能Liイオン二次電池2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Organizer
      北海道大学元素戦略教育研究センター講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2012-05-25
  • [Book] 有機中性ラジカルのπ電子科学2013

    • Author(s)
      森田 靖
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      株式会社化学同人
  • [Book] 安定開殻有機分子を活用した次世代型二次電池2013

    • Author(s)
      森田 靖
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      公益財団法人日本化学会
  • [Book] Novel Applications of ESR/EPR: Quantum Computing/Quantum Information Processing2013

    • Author(s)
      Sato, K.
    • Total Pages
      42
    • Publisher
      Springer-Verlag
  • [Book] 有機分子スピンバッテリーの開発 ― 縮重フロンティア分子軌道を利用した二次電池2012

    • Author(s)
      森田 靖
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      株式会社 化学同人
  • [Remarks] 物性有機化学研究室(森田 靖准教授研究グループ)

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/nakasuji/morita/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 二光子吸収材料2012

    • Inventor(s)
      久保孝史、鎌田賢司、太田浩二、山口 兆、中筋一弘、森田 靖
    • Industrial Property Rights Holder
      久保孝史、鎌田賢司、太田浩二、山口 兆、中筋一弘、森田 靖
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      第5011688号
    • Filing Date
      2012-04-15
    • Acquisition Date
      2012-10-29

URL: 

Published: 2014-07-24  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi