Synthesis and functional development of nanocarbon molecular complexes

纳米碳分子复合物的合成及功能开发

基本信息

批准号：
22H02059
负责人：
池本晃喜
金额：
$ 11.07万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02059/
关键词：
ナノカーボン分子錯体 π電子 d電子

项目摘要

本研究は「ナノカーボン分子錯体の合成と機能展開」と題し，巨大湾曲π電子系を有するナノカーボン分子と金属錯体のハイブリット化を行い，その錯体化学を開拓する．構造が定まっていないことから，応用研究が主導となっている「ナノカーボン・金属複合体」の化学に対し，一義的な構造を有するナノカーボン分子錯体を合成することで，構造と物性の原理的理解をもたらし，新たな機能開拓を目指す．研究初年度である2022年度は，ナノカーボン分子錯体の化学を開拓する上で基盤となる技術の開発を行った．ナノカーボン分子錯体の配位子交換・金属交換の手法を開拓するとともに，具体的な成果として，以下を論文としてまとめた．(1) ナノカーボン分子錯体の設計・合成を行う上で，基盤となる湾曲ナノカーボン分子の構造の多様化は重要である．この観点から，負の曲率を有するサドル構造 (Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告)，ハイパーロイド構造 (Chem. Asian J.誌に報告) を有するナノカーボン分子の設計・合成を行った．(2) これまでに報告してきた湾曲ナノカーボン分子の化学について，総説としてまとめた (Proc. Jpn. Acad., Ser. B誌に報告)．(3) 合成の最適条件を簡便に求める手法として，実験計画法と機械学習を組み合わせた手法の開発を行った (Chem. Asian J.誌に報告)．(4) 湾曲ナノカーボン分子は種々のゲストと超分子錯体を形成することが知られている．その超分子錯体の会合比決定問題について赤池情報量規準 (AIC) を用いた手法を提唱した (Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告)．以上のように，ナノカーボン分子錯体を設計・合成・機能展開する上で重要な礎を確立できた．

这项研究的标题为“纳米碳分子复合物的合成和功能开发”，并将与金属络合物与巨型弯曲的π电子系统杂交纳米碳分子，并发展复杂的化学性质。由于结构不是固定的，因此通过与独特结构合成纳米碳分子络合物，由应用研究引起的纳米碳 - 金属复合物的化学将提供对结构和物理特性的原理理解，并旨在开发新功能。在2022年，研究的第一年，我们开发了开拓纳米碳分子复合物化学的基础技术。除了使用纳米碳分子复合物的配体交换和金属交换的开创性方法外，我们还将以下汇编为混凝土结果。（1）当设计和合成纳米碳分子复合物时，将基础弯曲的纳米碳分子的结构多样化很重要。从这个角度来看，我们设计和合成了带有负曲率的鞍结构（在Angew。Chem。Int。Int。Magazine）和大型结构（在Chem。AsianJ. Magazine中报道）。（2）我们迄今已报告的弯曲纳米碳分子的化学综述（在Proc。Jpn。Acad。，Ser。B.）。（3）一种结合实验设计和机器学习的方法是一种简单的方法，可以轻松确定合成的最佳条件（在Chem。AsianJ.中报告）。（4）已知弯曲的纳米碳分子与各种客人形成超分子复合物。我们提出了一种使用Akaike信息标准（AIC）来确定该超分子复合物的关联比（在Angew。Chem。Int。Ed。中报道）的方法。如上所述，我们为纳米碳分子复合物的设计，合成和功能发展建立了重要的基础。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Design and Synthesis of Nitrogen-Doped Phenine Nanocarbons

氮掺杂苯嘌呤纳米碳的设计与合成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Chou Sheng-Ying;Masai Hiroshi;Otani Masaya;Miyagishi Hiromichi V.;Sakamoto Gentaro;Yamada Yusuke;Kinoshita Yusuke;Tamiaki Hitoshi;Katase Takayoshi;Ohta Hiromichi;Kondo Tomoki;Nakada Akinobu;Abe Ryu;Tanaka Takahisa;Uchida Ken;Terao Jun;Koki Ikemoto
通讯作者：
Koki Ikemoto

Design and Synthesis of Doped-Phenine Nanocarbon Molecules

掺杂苯炔纳米碳分子的设计与合成

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Koki Ikemoto;Seungmin Yang;Shotaro Harada;Sota Sato;Taisuke Matsuno;Hiroyuki Isobe
通讯作者：
Hiroyuki Isobe

ボウルと筒の超分子化学：置換基が作り出す隙間と二量体形成における協同性

碗和圆柱体的超分子化学：取代基产生的间隙和二聚体形成中的协同作用

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tonami Takayoshi;Nakano Masayoshi;Kishi Ryohei;Kitagawa Yasutaka;Kilingaru I. Shivakumar,Yuki Ide,Yasuhide Inokuma;高橋奏仁，松野太輔，池本晃喜，磯部寛之
通讯作者：
高橋奏仁，松野太輔，池本晃喜，磯部寛之

Synthesis of Gigantic Nanocarbon Molecules via Optimization of Macrocyclization by Design-of-Experiments and Machine Learning

通过实验设计和机器学习优化大环化合成巨型纳米碳分子