芳香族カップリング反応による単結合生成を鍵とした新規多環式芳香族化合物の合成

基于芳香偶联反应形成单键的新型多环芳香族化合物的合成

基本信息

批准号：
12J02319
负责人：
松野太輔
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，前年度までにその合成，分離，構造決定に成功したナノカーボンモデル分子に関して，(1) ナノカーボンモデル分子の構造の多様化，(2) 物性・構造のさらなる解析に主眼をおき研究を進める計画であった．本年度は，(1) 及び (2) の両面に関連する成果として，「π伸長した分子ピーポッド」の構築と構造解析を行った．前年度に合成を達成したπ系伸長有限長カーボンナノチューブ分子，[4]シクロ-2,8-アンタントレニレン（[4]CA）とフラーレンからなるπ系伸長分子ピーポッドの構造と熱力学パラメータの解析を行い，チューブ長の伸長が会合挙動に与える影響を明らかにした．会合のエンタルピー変化は[4]CCと比較して負に大きな値となった．各種構造解析の結果，これはπ系の伸長によるC-C接触面積の増大，及びアルキル基とフラーレンのCH-π相互作用によるものであることが示唆された．また一方でCH-π相互作用によりアルキル基の配座が制限されることでエントロピー変化は負の値となり，会合定数と自由エネルギー変化は[4]CCとほぼ同等の値に留まった．ナノチューブ末端部の化学構造が内包挙動に際して重要な役割を果たすことを示すと同時に，超分子会合体の分子デザインに重要な示唆を与える結果であると考えている．さらにX線結晶構造解析及びNMR解析により，チューブ内部は非常に滑らかな表面をもち，内部のフラーレンが自由に回転していることを明らかにした．本研究によって，これまでに実験的検討がなされてこなかったカーボンナノチューブピーポッド形成における構造-熱力学相関に関する重要な知見が得られたものと考えている．

今年，我们计划继续进行研究，重点是成功合成，分离和结构到上一年的纳米碳模型分子，重点是（1）多样化纳米碳模型分子的结构以及（2）进一步分析物理性质和结构。今年，我们对“π扩展的分子peopods”进行了构建和结构分析，作为与方面（1）和（2）的结果。我们分析了基于π的扩展分子PEAPOD的结构和热力学参数，该参数由[4] Cyclo-2,8-烷基烯基因（[4] CA）和富勒烯组成，并在上一年合成，并揭示了管长度延伸对关联行为的影响。结合的焓变大于[4] cc。各种结构分析表明，这是由于C-C接触面积的增加，这是由于π系统的扩展以及烷基和富勒烯之间的CH-π相互作用所致。另一方面，烷基的构象受CH-π相互作用的限制，导致负值，缔合常数和自由能的变化几乎等于[4] cc。我们认为，纳米管末端的化学结构在封装行为中起着重要作用，与此同时，该结果为超分子关联的分子设计提供了重要建议。此外，X射线晶体结构分析和NMR分析表明，管的内部表面非常光滑，并且内部的富勒烯是自由旋转的。这项研究提供了有关碳纳米管PEAPOD形成的结构热动力学相关性的重要知识，这些相关性尚未经过实验研究。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

π伸長した分子ピーポッドの熱力学と構造

π延伸分子豆荚的热力学和结构

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Matsuno;T.; Sato;S.; Iizuka;R.; Isobe;H.
通讯作者：
H.

Bottom-up synthesis and structures of π-lengthened tubular macrocycles

DOI：
10.1039/c3sc50645b
发表时间：
2013-01-01
期刊：
CHEMICAL SCIENCE
影响因子：
8.4
作者：
Matsuno, Taisuke;Kamata, Sho;Isobe, Hiroyuki
通讯作者：
Isobe, Hiroyuki

湾曲π電子系における分子認識： π伸長した分子ピーポッドにおける分子構造と熱力学

弯曲π电子系统中的分子识别：π延伸分子豆荚中的分子结构和热力学

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Moritani;Y.; Okazaki;A. T.; Carciofi;A. C.; Imada;A.; Akitaya;H.; Ebisuda;N.; Itoh;R.; Kawaguchi;K.; Mori;K.; Takaki;K.; Ueno;I.; Ui;T.;松野太輔，佐藤宗太，飯塚亮介，磯部寛之
通讯作者：
松野太輔，佐藤宗太，飯塚亮介，磯部寛之

π伸長した有限長単層カーボンナノチューブ分子のボトムアップ化学合成と新しい幾何学的指標の提案

π延伸有限长度单壁碳纳米管分子的自下而上化学合成及新几何指标的提出

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akitaya;H.; Moritani;Y.; Ui;T.; Urano;T.; Ohashi;Y.; Kawabata;K. S.; Nakashima;A.; Sasada;M.; Sakimoto;K.; Harao;T.; Miyamoto;H.; Matsui;R.; Itoh;R.; Takaki;K.; Ueno;I.; Ohsugi;T.; Nakaya;H.; Yamashita;T.; Yoshida;M.;松野太輔，鎌田翔，一杉俊平，内藤久資，佐藤宗太，小谷元子，磯部寛之
通讯作者：
松野太輔，鎌田翔，一杉俊平，内藤久資，佐藤宗太，小谷元子，磯部寛之

有限長単層カーボンナノチューブ分子のらせん型選択的合成

有限长度单壁碳纳米管分子的螺旋选择性合成