有機設計学研究室
| 指導教員 | 村井征史 教授 |
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| テーマ | 1.機能場の設計に基づく金属反応剤の創製
2.イオン性π電子系の空間設計に基づく光・電子機能創出 |
研究内容
私達の身の回りには、有機化合物があふれています。医薬品、電子材料、プラスチック、色素、合成繊維、香料をはじめ、現代社会は有機分子なくして成り立ちません。有機化学を特徴づける最大の魅力は、必要とされる機能を分子構造という「設計図」に落とし込み、自らその分子を創り出せることにあります。
有機分子は、わずかな構造の違いによって電子状態や分子間相互作用が大きく変化し、それに応じて全く異なる機能を発現します。だからこそ、「どのような構造を設計すれば、どのような機能が生まれるのか」を理解し、自在に分子を創り出すことは、次世代の物質科学を切り拓く上で極めて重要です。これまで世の中に存在しなかった分子を独自のアイディアで設計し、実際に合成し、その物性を明らかにした上で新たな機能を引き出す–これが私達の研究の基本的な考え方です。その出発点となるのは「どの元素を組み込むか」、そして「どのような形や構造の分子をデザインするか」という発想です。こうした分子設計は、計算科学やAIを有効に活用しつつも、研究者の直感や経験、化学的洞察が不可欠な創造的な営みであり、新しい科学を切り拓く原動力であると私達は考えています。
このような考えのもと、有機設計学研究室では、有機合成化学を基盤に、有機金属化学や構造有機化学、典型元素化学のエッセンスを融合した独自の分子設計により、「未踏のケミカルスペースの開拓」、「特異な分子機能の創出」、「化学の枠組を超えた生命科学・材料科学への貢献」を目指した研究を推進しています。特に、π共役分子、カチオン性有機分子、イオン対構造といった特徴的な分子設計を駆使し、触媒、光機能、電子機能、分子集合体機能に関わる新たな化学の創出に取り組んでいます。
研究室では、国内外の大学との共同研究を積極的に展開し、新しい分子機能の創出に挑戦しています。研究室で独自に開発したイオン性電子系に関する研究は、科学技術振興機構 創発的研究支援事業(JST-FOREST)の支援課題にも採択されており、現在、機能のさらなる深化と新規展開を目指し、研究を推進しています。詳細については、有機設計学研究室のホームページをご覧ください。
参考文献
- S. Takahashi, M. Murai, T. Hattori, S. Seki, T. Yanai, S. Yamaguchi, “Sulfur-Bridged Cationic Diazulenomethenes: Charge-Segregated Assembly of π-Conjugated Cations Toward Charge-Carrier Transport Application”, J. Am. Chem. Soc., 2025, 146, 22642–22649.
- M. Murai, T. Enoki, S. Yamaguchi, “Dithienoazepine-Based Near-Infrared Dyes: Janus-Faced Effects of Thiophene-Fused Structure on Antiaromatic Azepines”, Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 62, e202311445.
- M. Murai, M. Abe, S. Ogi, S. Yamaguchi, “Diazulenylmethyl Cations with a Silicon Bridge: A π-Extended Cationic Motif to Form J-Aggregates with Near-Infrared Absorption and Emission”, J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 20385–20393.
- M. Murai, R. Taniguchi, N. Hosokawa, Y. Nishida, H. Mimachi, T. Oshiki, K. Takai, “Structural Characterization and Unique Catalytic Performance of Reactive Silyl-Substituted Geminal Dichromiomethane Complexes Stabilized with Diamine Ligand”, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 13184–13192.
- M. Murai, E. Uemura, S. Hori, K. Takai, “Rhenium-Catalyzed 1,1-Difunctionalization of 1,n-Diynes with Carbon Nucleophiles Followed by Sequential Cyclization Leading to Tetrahydroindenone Derivatives”, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 5862–5866.
- S. Hori, M. Murai, K. Takai, “Rhenium-Catalyzed anti-Markovnikov Addition Reaction of Methanetricarboxylates to Unactivated Terminal Acetylenes”, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 1452–1457.
- Y. Nishida, N. Hosokawa, M. Murai, K. Takai, “Isolation and Structural Characterization of gem-Di(iodozincio)methane Complexes Stabilized with Nitrogen Ligands”, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 114–117.
研究者情報
| 教授:村井征史 | |
| 学位 | 博士(工学) |
| 所属学会 | 日本化学会、アメリカ化学会、有機合成化学協会、近畿化学協会、基礎有機化学会 |
| 研究分野 | 有機合成化学、有機金属化学、構造有機化学 |