ナノグラフェンのエッジ状態の解明を指向した縮合多環芳香族化合物の設計・合成・物性

旨在阐明纳米石墨烯边缘态的稠合多环芳香族化合物的设计、合成和物理性质

• 批准号: 11J00189
• 负责人: 小西 彬仁
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00189/
• 关键词: グラフェンナノリボン; エッジ状態; アンテン類; ペリアセン; 縮合多環芳香族化合物

まず、ナノグラフェンのエッジ状態の起因について知見を得るべく、クォーターアンテンの物性評価を行った。クォーターアンテンは4つのアントラセン環がペリ位方向へ縮環した分子である。X線単結晶構造解析にて明確になったその分子構造は、これまでに合成してきたビスアンテン・ターアンテンと比較して、確かに基底状態における開殻性の増大を支持するものであり、エッジ上に強く不対電子が局在化するのに妥当な骨格を有していた。磁化率測定から、S-Tギャップが他のアンテン類と比較して格段に減少していることが明らかとなった。室温近傍で大きな磁化を持つ化合物であることが明らかとなり、不対電子の強いエッジ上での誘起ならびに局在化をつよく示唆する結果となった。さらに、吸収スペクトルの解析から、第一励起状態が二電子励起状態であることを示唆する結果が得られ、二光子吸収測定から実験的にその遷移の帰属を行った。二電子励起蔵体の安定化はエッジ状態に由来する電子の局在化に由来するものと考えられる。一連の研究を通じて、アンテン類の系の伸張に伴う基底電子構造の変化を明確にした。段階的な系の伸張に伴い、エッジ状態の性質が顕在化していく挙動が捉えられた。クォーターアンテンという"分子"でエッジ状態の発現が明確に捉えられたことは、GNRsのエッジ状態についてより精緻な理解、ならびに将来の応用に対しその設計指針を与えるものと期待される。つづいて、アンテン類の改良合成法の開発ならびに化学反応性について評価を行った。先の研究からアンテン類は本質的にエッジ状態を有するナノグラフェンの分子セグメントであることが明らかとなった。酸化剤・ルイス酸・ブレンステッド酸を組みあわせた改良Sholl反応で1段階でアンテンが合成できるようになった。さらに、そのBay領域における付加環化反応を利用して、π共役系を伸張させることが出来た。これらの合成法は多彩な構造・大きさを有するペリアセン類の合成法へ展開出来ると期待される。

The cause of the condition of the product is known and evaluated. The number of rings is 4. The number of rings is 4. X-ray crystal structure analysis to clarify the molecular structure of the crystal structure. Susceptibility measurements, S-T measurements, and other measurements Room temperature near the large magnetization of the compound, not the strong electron, induced by the local change in the results The results of the analysis of the absorption spectrum, the first excitation spectrum, the second excitation spectrum, and the third excitation spectrum were obtained. The origin of the stabilization of the two-electron excitation system and the origin of the localization of the electron Through continuous research, the expansion of the Anten-like system has been accompanied by changes in the underlying electronic structure. The properties of the state of the stage are changed into the state of motion. "Molecular" is the most important element in GNRs. It is the most important element in GNRs. Development of improved synthesis methods for chemical reactions and evaluation of chemical reactions The research on the molecular structure of the molecular structure Acidification of the acid is the first step in the synthesis of the acid. In the meantime, the Bay Area has been closed for the first time. The synthesis method of this kind is expected to be developed in the future.

项目成果

The Singlet Open-shell Character of Anthenes: Synthesis and Characterization of Quarteranthene

蒽的单线态开壳层特征：季蒽的合成与表征

• 发表时间: 2011
• 作者: Akihito Konishi;Akihiro Shimizu;Yasukazu Hirao;Kouzou Matsumoto;Hiroyuki Kurata;Takashi Kubo;Masayoshi Nakano;Benoît Champagne
• 通讯作者: Benoît Champagne

分子スケールでのエッジ状態の発現とその物性

边缘态及其物理性质在分子尺度上的表达

• 发表时间: 2012
• 作者: Shimizu. S.. Wheeler;MA.;Liu;J.;Saito;M.;Weiss;RM and Hittelman;BA;金子元;貝田真紀;野上潤一;金子元;貝田真紀;金子元;野上潤一;金子元;貝田真紀;野上潤一;金子元;野上潤一;金子元;野上潤一;金子 元;野上潤一;金子 元;野上潤一;金子 元;金子 元;金子 元;金子 元;金子元;金子元;金子元;金子元;金子元;Akihito Konishi;金子元;Akihito Konishi;小西 彬仁;金子元;小西 彬仁;金子元;小西 彬仁;金子元;小西 彬仁
• 通讯作者: 小西 彬仁

グラフェンナノリボンを指向したアンテン類の合成と物性

石墨烯纳米带蒽的合成及物理性质

• 发表时间: 2012
• 作者: Y. Hirano;S. Kojima;Y. Yamamoto;南出秀;T. Kawashima;Takeshi Takeda;秦猛志・岩田智史・瀬戸俊平・占部弘和;Katsuhiko Takeuchi;Masaya Sawamura;Y.Ootani;Masami Sakamoto;Yuichi Hirano;T.Kawashima;Tohru Oishi J. Org. Chem;秦猛志・岩田智史・瀬戸俊平・占部弘和;小西彬仁
• 通讯作者: 小西彬仁

Elucidation of the Edge State at the Molecular Level : Synthesis and Magnetic Properties of Zigzag-Edged Graphene Nanoribbon Molecules

分子水平上边缘态的阐明：锯齿形边缘石墨烯纳米带分子的合成和磁性

• 发表时间: 2012
• 作者: Shimizu. S.. Wheeler;MA.;Liu;J.;Saito;M.;Weiss;RM and Hittelman;BA;金子元;貝田真紀;野上潤一;金子元;貝田真紀;金子元;野上潤一;金子元;貝田真紀;野上潤一;金子元;野上潤一;金子元;野上潤一;金子 元;野上潤一;金子 元;野上潤一;金子 元;金子 元;金子 元;金子 元;金子元;金子元;金子元;金子元;金子元;Akihito Konishi;金子元;Akihito Konishi;小西 彬仁;金子元;小西 彬仁
• 通讯作者: 小西 彬仁

クォーターアンテンの合成と物性

季蒽的合成及物理性质

• 发表时间: 2011
• 作者: 坂本昌巳;他;平野愛弓;小西彬仁
• 通讯作者: 小西彬仁