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【研究成果】環状マルチラジカルが切り拓く魅惑の世界〜湾曲効果による電子スピン状態の変化と芳香族性の発現〜

本研究成果のポイント

  • 湾曲効果による基底スピン状態(※1)の変化を発見
  • 湾曲効果を導入することにより、キノイド構造(※2)や平面芳香族性(※3)の発現を発見
  • 新規アプローチにより、Π共役が伸びたキノイド構造を構築する指針を発見

概要

広島大学、クロアチア・Ruđer Bosǩović Institute、京都大学の研究グループ(研究代表者:広島大学大学院先進理工系科学研究科 教授 安倍学)は、環状パラフェニレン骨格に導入したジラジカルの基底状態がパラフェニレン(※4)骨格のベンゼン環の数で制御されることを見出した。これにより、これまで不可能とされてきた高次キノイド構造の構築が可能となり、より優れた電子伝導性をもつ電子材料の開発が可能となった。

本研究成果は、アメリカ化学会の学術雑誌「Journal of the American Chemical Society」に掲載され、supplementary coverに選ばれました。

用語解説

(※1)基底スピン状態
ジラジカル(2つの不対電子)の場合、電子のスピンの向きによって、一重項と三重項の二つの状態が考えられる。それらのうち、最安定のスピン状態のことを示す

(※2)キノイド構造
共鳴系として書くことができる閉殻構造

(※3)平面芳香族性
環状構造を形成する放射状に並んだπ共役系内での芳香族性

(※4)パラフェニレン
ベンゼン環のパラ位で全てのベンゼン環が繋がった化合物

論文情報

  • 掲載誌: Journal of the American Chemical Society
  • 論文タイトル: 1,3-Diradicals Embedded in Curved Paraphenylene Units: Singlet versus Triplet State and In-Plane Aromaticity
  • 著者名: Yuki Miyazawa1, Zhe Wang1, Misaki Matsumoto1, Sayaka Hatano1, Ivana Antol2*, Eiichi Kayahara3, Shigeru Yamago3*, and Manabu Abe1*
    1: Department of Chemistry, Graduate School of Science, Hiroshima University
    2: Laboratory for Physical Organic Chemistry, Division of Organic Chemistry and Biochemistry, Ruđer Bosǩović Institute
    3: Institute for Chemical Research, Kyoto University
  • DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.1c01329
【お問い合わせ先】

大学院先進理工系科学研究科
教授 安倍 学
TEL: 082-424-4616
E-mail: mabe*hiroshima-u.ac.jp (注: *は半角@に置き換えてください)


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