【公開日:2025.06.10】【最終更新日:2025.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24MS1090
利用課題名 / Title
芳香環の立体制御配列に基づく新規π共役系分子の創製と機能開拓
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】(主 / Main)物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis(副 / Sub)-
【重要技術領域 / Important Technology Area】(主 / Main)マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies(副 / Sub)次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
ナノカーボン/ Nano carbon,ナノカーボン/ Nano carbon
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名(課題申請者)/ User Name (Project Applicant)
雨夜 徹
所属名 / Affiliation
名古屋市立大学大学院理学研究科理学情報専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
(主 / Main)機器利用/Equipment Utilization(副 / Sub)-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要(目的・用途・実施内容)/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
芳香環が連結したナノカーボン材料は、そのエレクトロニクス材料応用等における優れた潜在性から、近年盛んに研究されている。本研究では有機合成化学を駆使し、芳香環の立体制御配列に基づく「未踏」且つ「ユニークな」新規π共役系分子の創成とその機能開拓を目的とする。このような研究は、分子科学研究における有機合成化学の限界への挑戦として位置づけられる。本研究では、キラルなスピロビフルオレンを制御して連結することで、キラルπ共役系マクロサイクルの合成を行い、それらの機能開拓を行った。具体的には、キラルなスピロビフルオレン環状6量体を合成した。この6量体化合物は、柔軟な構造を示し、折り畳まれた8の字型構造が安定であることが、量子化学計算ならびにNMR実験から示唆された。また、キロプティカル特性では、円偏光発光輝度(BCPL)が189 M−1 cm−1と高い値を示した。
実験 / Experimental
キラルなスピロビフルオレンを変換し、まず鎖状3量体を合成した。これを山本カップリングにより2量化することで、キラルなスピロビフルオレン環状6量体を合成した。得られたキラルなスピロビフルオレン環状6量体の低温NMR実験を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
キラルなスピロビフルオレン環状6量体の低温NMR実験の結果、低温ではピークが3つに分裂した。これは、2回対称性の構造を示唆している。量子化学計算からは、8の字型に折り畳まれた構造が最安定構造として示唆された。これは、室温では、環状6量体が柔軟で溶液中ですばやく運動してNMRピークが平均化しているのに対し、低温では運動が遅くなり、2回対称性の構造が現れたものと考えている。また、円偏光発光特性を調べたところ、円偏光発光輝度(BCPL)が189 M−1 cm−1と高い値を示した。これは、高い量子収率(84%)と大きなモル吸光係数、中程度のg値2.2 × 10−3)によるものである。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項(参考文献・謝辞等) / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング(DOIのあるもの) / DOI (Publication and Proceedings)
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Seika Kobayashi, Synthesis and characterization of a chiral spirobifluorene cyclic hexamer, Bulletin of the Chemical Society of Japan, 97, (2024).
DOI: https://doi.org/10.1093/bulcsj/uoae098
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications:0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents:0件