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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02319/
• 关键词: 多環式芳香族化合物; 単層カーボンナノチューブ; 分子ピーポッド; 芳香族カップリング反応; 幾何学的指標; らせん型分子; 自己集積; 光触媒反応; 有限長カーボンナノチューブ; C-Hホウ素化反応

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．

This year, compared with the previous year, the synthesis, separation and structural determination of the molecules were successfully carried out,(1) the structural diversification of the molecules,(2) the analysis of physical properties and structures, and the study of the main eye were carried out. This year, the structural analysis of π-elongation molecules was carried out on the basis of the results of the correlation between (1) and (2). In the past year, the synthesis of π-system elongation finite length molecules,[4] cru-2,8-cru-cru-2,8-cru-2 [4]CC: Comparison of negative values. The results of various structural analyses show that the elongation of π-system increases, and the CH-π interaction increases. A CH-π interaction is defined as a set of negative values, a set of free values, and a set of CC values. The chemical structure of the terminal part of the supramolecular assembly is important for the internal movement of the supramolecular assembly. X-ray crystallographic analysis and NMR analysis show that the inner part of the film is very smooth and the surface is smooth, and the inner part of the film is free and smooth. In this study, the important knowledge of structure-thermodynamics correlation between structure and thermodynamics was obtained from the investigation of the relationship between structure and thermodynamics.

项目成果

Molecular recognition in curved π-systems: effects of π-lengthening of tubular molecules on thermodynamics and structures.

• DOI: 10.1039/c4sc02812k
• 发表时间: 2015-02-01
• 期刊: Chemical science
• 影响因子: 8.4
• 作者: Matsuno T;Sato S;Iizuka R;Isobe H
• 通讯作者: Isobe H

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

• 发表时间: 2014
• 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

• 发表时间: 2015
• 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

• 发表时间: 2014
• 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