国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM※）の伊丹 健一郎 教授、八木 亜樹子 特任准教授、同大学院理学研究科の河野 英也 博士後期課程学生らは、芳香族ナノベルトである「メチレン架橋シクロパラフェニレン(MCPP)」を様々なリングサイズで合成しました。また、MCPPがリングサイズによって蛍光特性や電子・磁気的性質が異なるという特性をもつことを明らかにしました。
芳香族ナノベルトは芳香環が筒状につながった分子であり、他に類をみない剛直な環状構造をもつため古くから興味がもたれてきた分子です。近年、2017年の本研究グループの報告を皮切りに世界中で様々なナノベルト合成が行われており、電子材料としての応用展開が始まっています。一方、それらの合成は依然として多段階であり、多種類のリングサイズのものを一挙に合成することは困難です。そのため、芳香族ナノベルトのリングサイズに依存した性質には未解明な点が多いのが現状です。
本研究では、構成するベンゼン環の数が６個、８個、および１０個のMCPPをそれぞれ合成することに成功しました。これらは全て同じ手法で、市販化合物からわずか４段階で合成することができます。また、[8]MCPPおよび[10]MCPPが蛍光性のナノベルトであることや、磁気的性質がリングサイズに依存することを実験的に明らかにしました。
本研究は、芳香族ナノベルトの化学に新たな知見を与えるだけでなく、合成が期待されている「マルチラジカル性をもつ機能性分子」の創製につながる画期的な成果です。
　本研究成果は、2023年4月12日付アメリカ化学会誌「Journal of the American Chemical Society」のオンライン速報版に掲載されました。

【ポイント】

・カーボンナノベルト分子「メチレン架橋シクロパラフェニレン(MCPP) ^注１）」を、様々なリングサイズで合成することに成功

・MCPPのリングサイズに依存した蛍光特性や電子的・磁気的性質を解明

・マルチラジカル性^注２）をもつ機能性ナノベルトの合成につながる成果

◆詳細（プレスリリース本文）はこちら

【用語説明】

注１）メチレン架橋シクロパラフェニレン(MCPP)：

ベンゼン環がパラ位で環状につながった分子であるシクロパラフェニレンが、メチレン炭素によって架橋された構造をもつ芳香族ナノベルト。

注２）マルチラジカル性：

一分子内に複数の不対電子をもつ分子が有する性質。

【論文情報】

雑誌名：米国科学誌「Journal of the American Chemical Society」

論文タイトル：“Methylene-Bridged [6]-, [8]-, and [10]Cycloparaphenylenes: Size-Dependent Properties and Paratropic Belt Currents”

著者：河野 英也、Yuanming Li、Riccardo Zanasi、Guglielmo Monaco、 Francesco F. Summa、Lawrence T. Scott、八木 亜樹子^＊、伊丹健一郎^＊（^＊は責任著者、下線は本学関係者）

DOI: 10.1021/jacs.2c13208

URL: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c13208

【研究代表者】

トランスフォーマティブ生命分子研究所　伊丹 健一郎　教授

トランスフォーマティブ生命分子研究所　八木 亜樹子　特任准教授

http://synth.chem.nagoya-u.ac.jp/wordpress/