巨大な湾曲炭素分子の創製

巨型弯曲碳分子的创造

• 批准号: 17J05639
• 负责人: 加藤 健太
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05639/
• 关键词: 一次元自己集積; ワープドナノグラフェン; オルガノゲル; ナノファイバー; 分子ナノカーボン; ナノカーボン; 多環芳香族炭化水素; ヘリセン; 多重ヘリセン

本研究者は前年度までの研究において、コラニュレンを基盤とする新奇湾曲炭素分子の合成と物性評価を行い、三次元に広がる湾曲炭素分子の開拓的研究を行ってきた。これらの成果をもとに、今年度はさらに新奇湾曲炭化水素の合成と性質解明を行った。受け入れ研究室ですでに報告されている、「ワープドナノグラフェン（以下WNG）」の合成経路解析をしていく中で、7員環を3つ含むWNG合成中間体が湾曲しているにも関わらず、結晶中で大きなπ-π相互作用をもつことが明らかとなった。そこで、新たにWNG合成中間体からビフェニル基を除いた構造の湾曲π共役骨格である欠損型WNGを合成した。欠損型WNGは有機溶媒に溶解させた後、過飽和状態にさせることでゲル化することが明らかとなった。TEM観察によりファイバーの形成が確認された。この世界初となる無置換PAHの超分子ゲル化剤に関して、学会発表を8件行った。巨大湾曲炭素分子へのヘテロ原子の導入による電気的・光学的性質の変化を明らかにするために、WNGと5重ヘリセンのチオフェン縮合類似体の合成を行った。さらに、単結晶X線構造解析および理論化学計算をもちいた構造的特徴の解明を行った。このチオフェン縮合類似体については論文としてChemical Scienceに発表した。巨大湾曲炭化水素として複数7員環を含む3回回転対象性のプロペラ分子の合成と構造的特徴の解明を行い、論文1件(Organic Letters)、学会発表1件を行った。また昨年度報告した5重ヘリセンに関連して、近年の対象性多重カルボヘリセン研究を総説としてSynlettで発表した。

在上一年，这位研究人员基于colanulene进行了新型弯曲的碳分子的合成和物理性能，并对弯曲的碳分子进行了开创性的研究，这些碳分子在三个维度上分布。基于这些结果，这个财政年度进一步研究了新型弯曲烃的合成和特性。当我们分析了“扭曲纳米谱烯（以下称为WNG）”的合成途径时，该途径已经在宿主实验室中进行了报道，发现尽管WNG合成的弯曲中间有三个七元的环，但它在晶体中具有很大的π-π相互作用。因此，有缺陷的WNG是一种从WNG合成中间体合成的，它是一种弯曲的π共轭骨骼，其结构已被去除，该结构已被新合成。已经发现，溶解在有机溶剂中然后过饱和后的有缺陷的WNG凝胶。通过TEM观察证实了纤维的形成。关于这个世界上第一个未取代的PAH超分子胶凝剂进行了八次学术演讲。为了阐明由将杂原子引入巨型弯曲碳分子引起的电气和光学特性的变化，我们合成了WNG和五甲基的硫烯融合的类似物。此外，使用单晶X射线结构分析和理论化学计算阐明了结构特征。作为论文，这种噻吩融合的类似物是在化学科学上发表的。螺旋桨分子与三个旋转靶标的合成，包括多个7元环，作为巨型弯曲的烃，并阐明了结构特征，并进行了一篇论文（有机字母）和一份学术表现。此外，关于去年报道的五甲苯烯，我们发表了对Synlett中有关多碳纤维烯的最新研究的评论。

项目成果

5回対称性をもつ多重ヘリセンの合成とラセミ化障壁

具有5重对称性和外消旋势垒的多个螺旋烯的合成

• 发表时间: 2017
• 作者: 加藤健太;瀬川泰知;Lawrence T. Scott;伊丹健一郎
• 通讯作者: 伊丹健一郎

Phenanthro[9,10-a]corannulene by one-step annulative π-extension of corannulene

• DOI: 10.1139/cjc-2016-0467
• 发表时间: 2017-03-01
• 期刊: CANADIAN JOURNAL OF CHEMISTRY
• 影响因子: 1.1
• 作者: Kato, Kenta;Segawa, Yasutomo;Itami, Kenichiro
• 通讯作者: Itami, Kenichiro

One-dimensional Self-assembly of a Negatively Curved Aromatic Hydrocarbon

负曲芳烃的一维自组装

• 发表时间: 2019
• 作者: KATO;Kenta; HIJIKATA;Yuh; PIRILLO;Jenny; NISHIHARA;Taishi; NAKANISHI;Yusuke; SEGAWA;Yasutomo; SCOTT;Lawrence T.; ITAMI;Kenichiro
• 通讯作者: Kenichiro

Ir触媒C-Hホウ素化を用いたデカアリールワープドナノグラフェンの合成

Ir 催化 C-H 硼化合成十芳基翘曲纳米石墨烯

• 发表时间: 2019
• 作者: KATO;Kenta; HIJIKATA;Yuh; PIRILLO;Jenny; NISHIHARA;Taishi; NAKANISHI;Yusuke; SEGAWA;Yasutomo; SCOTT;Lawrence T.; ITAMI;Kenichiro;加藤 健太・林 興安・瀬川 泰知・スコット ローレンス・伊丹 健一郎
• 通讯作者: 加藤 健太・林 興安・瀬川 泰知・スコット ローレンス・伊丹 健一郎

Creation of Grossly Warped Nanographene

严重扭曲纳米石墨烯的制备

• 发表时间: 2018
• 作者: 加藤健太;瀬川泰知;Lawrence T. Scott;伊丹健一郎;Masaya Nemoto;加藤健太
• 通讯作者: 加藤健太