Development of functional materials based on electron-deficient carbon networks

基于缺电子碳网络的功能材料的开发

• 批准号: 21K05027
• 负责人: 村田 理尚
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05027/
• 关键词: エキシマ―; 蛍光; π－π相互作用; 湾曲π電子系; Scholl反応; ナノカーボン; ドミノクロスカップリング; 短段階合成; 固体発光材料; 近赤外発光材料; 量子化学計算; n型半導体材料; 直接クロスカップリング反応; 直接クロス環化反応; C-Hドミノ官能基化

2022年度の研究においては，当研究グループで見出しているテトラセンとベンゼンとのドミノSchollクロスカップリングに関して，得られた剛直に湾曲したπ電子系の発光特性について検討し，有機基の違いが固体中での発光特性に顕著な効果を及ぼすことを明らかにした。すなわち，二つのブチル基を連結した湾曲π共役分子を，分子間ドミノScholl反応を駆使する短段階ルートにより合成した。得られた化合物はトルエン溶液中において青色蛍光 (λem = 442 nm, ΦF = 0.49) を示し，π共役系の構造が同一であることを反映して，フェニル基をもつ化合物 (λem = 431 nm, ΦF = 0.60) と溶液中では類似の発光特性を示すことがわかった。一方，粉末状態において比較した結果，ブチル基を連結した化合物は緑色発光 (λem = 469 nm, ΦF = 0.54) を示すのに対して，フェニル基をもつ化合物は発光波長が大きく長波長側にシフトし，黄色発光 (λem = 511 nm, ΦF = 0.16) を示すことがわかった。この長波長シフト (3055 cm－1) は顕著に大きく，ブチル基を連結した分子が湾曲π共役系の凹面同士における二量体を形成し，エキシマ―型発光を示した結果と考えられる。フェニル基をもつ分子は固体中において，二つのフェニル基が分子間C－H-π相互作用に寄与する結果，主としてモノマー由来に帰属される固体蛍光特性を示したものと考えられる。さらに，ドミノSchollクロスカップリングをペンタセンにも適用できることを明らかにし，負の曲率をもつ湾曲π電子系がワンポットで生成することを見出した。

在2022年的研究中，关于四烯和苯的多米诺六旋风交叉偶联，我们在研究组中发现了这一点，我们检查了获得的刚性弯曲的π电子系统的发光特性，并揭示了有机基团的差异对固体中的发光特性具有显着影响。也就是说，使用分子间多米诺骨牌cholly反应，通过短阶段途径合成了一个弯曲的π共轭分子，其中两个丁酯被连接在一起。获得的化合物在甲苯溶液中表现出蓝色荧光（λem= 442 nm，φf= 0.49），并发现在溶液中表现出相似的发光特性，作为具有苯基基团的化合物（λem= 431 nm，φf= 0.60），反映了π共轭系统的相同结构。另一方面，在比较粉末状状态时，发现与丁基组相关的化合物表现出绿光（λem= 469 nm，φf= 0.54），而苯基组的化合物表现出较大的发射波长向更长的波长侧移动，较长的波长侧，和黄光（λem= 511 nm，λem= 511 nm，φf= 0.16）。这种长波长偏移（3055 cm-1）明显更大，人们认为与丁基相关的分子在弯曲的π共轭系统的凹面表面形成二聚体，显示出偏二聚体型发射。人们认为，在固态分子中，两个苯基在固态下有助于分子间的CH-H-π相互作用，表现出主要归因于单体起源的固态荧光性能。此外，据揭示了多米诺 - 六旋风交叉耦合也可以应用于五苯二烯，并发现在一个锅中生成了具有负曲率的曲率π电子系统。

项目成果

ドミノScholl反応によるテトラセンの直接変換

多米诺 Scholl 反应直接转化并四苯

• 发表时间: 2022
• 作者: Seiji Mori;Chien-Tien Chen;坪井 由衣，山岡 珠理，村岡 雅弘，村田 理尚
• 通讯作者: 坪井 由衣，山岡 珠理，村岡 雅弘，村田 理尚

分子間ドミノScholl反応を利用した湾曲π共役系の合成と性質

使用分子间多米诺骨牌 Scholl 反应的弯曲 π 共轭体系的合成和性质

• 发表时间: 2023
• 作者: 坪井 由衣;村岡 雅弘;村田 理尚
• 通讯作者: 村田 理尚

Controlling the Molecular Shuttling of pH‐Responsive [2]Rotaxanes with Two Different Stations

• DOI: 10.1002/slct.202300687
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: ChemistrySelect
• 影响因子: 2.1
• 作者: Nanami Takiguchi;Shohei Yamazaki;M. Murata;Shintaro Kawano;M. Shizuma;M. Muraoka

Design and Short-step Synthesis of π-Conjugated Networks toward n-Type Semiconducting Materials

n 型半导体材料的 π 共轭网络的设计和短步合成

• DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.80.930
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan
• 作者: Ueda Kazuki;Nakanishi Haruka;Tsuboi Yui;Murata Michihisa
• 通讯作者: Murata Michihisa

フレキシブル熱電変換素子のための n 型有機材料の開発

柔性热电转换元件用n型有机材料的开发

• 发表时间: 2021
• 作者: ○北原真穂;三嶋康平;原伸行;金坂青葉;靜間基博;西川浩之;今井喜胤;村田 理尚
• 通讯作者: 村田 理尚