ナノ炭素材料”ナノグラフェン”の水素化に新手法 水素ガス不要、極少溶媒で安全・低コスト・高速な合成が可能に

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2025-04-25 名古屋大学

名古屋大学大学院理学研究科の伊藤英人准教授らの研究グループは、理化学研究所と共同で、ナノ炭素材料「ナノグラフェン」の水素化において、水素ガスや高温・高圧条件を必要としない新たな手法を開発しました。この手法では、ロジウム触媒とジボロン酸/n-ブタノールを用い、ボールミル装置によるメカノケミカル反応を常圧・空気中で行うことで、従来困難であった低溶解性ナノグラフェンの水素化を効率的かつ迅速に実現しました。得られた水素化ナノグラフェンは、固体凝集状態での発光特性を示し、有機電子材料としての応用が期待されます。本研究成果は英国王立化学会誌「Chemical Science」に掲載されました。

<関連情報>

Rh触媒を用いたメカノケミカル移動水素化による周辺水素化多環芳香族化合物の合成 Rh-catalyzed mechanochemical transfer hydrogenation for the synthesis of periphery-hydrogenated polycyclic aromatic compounds

Yoshifumi Toyama, Takumu Nakamura, Yushin Horikawa, Yuta Morinaka, Yohei Ono, Akiko Yagi, Kenichiro Itami  and  Hideto Ito
Chemical Science  Published:17 Apr 2025
DOI:https://doi.org/10.1039/D5SC01489A

ナノ炭素材料”ナノグラフェン”の水素化に新手法 水素ガス不要、極少溶媒で安全・低コスト・高速な合成が可能に

Abstract

Hydrogenated nanographene has attracted attention as a new class of nanocarbon material owing to its potential applications in various research fields. However, the synthesis of periphery-hydrogenated nanographenes or polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) is a significant challenge because of the harsh conditions and poor solubility of the starting materials. Conventional solution-state conditions require high-pressure hydrogen gas and lengthy reaction times. In this study, we developed a novel approach utilizing rhodium-catalyzed mechanochemical transfer hydrogenation, which enables hydrogenation without using hydrogen gas. Various hydrogenated PAHs were rapidly obtained using a simple protocol under ambient atmosphere and air, with one PAH showcasing intriguing properties such as aggregation-induced emission. Thus, the demonstrated mechanochemical hydrogenation method is expected to contribute to the rapid and efficient synthesis of a novel class of sp2/sp3-carbon-conjugated hydrocarbons.

0502有機化学製品
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