2015 Fiscal Year Annual Research Report
平面多環芳香族分子の生体分子複合化に基づいた新機能創製
| Project Area | Middle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis. |
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| Project/Area Number |
15H05839
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
垣内 史敏 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70252591)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | Ｃ－Ｈ活性化 / ルテニウム触媒 / 芳香族ボロン酸エステル / 多環芳香族炭化水素 / テトラベンゾコロネン類 / ナノグラフェン / ビアリールカップリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多環芳香族炭化水素を有機電子材料や有機光学材料に利用する取り組みが広く行われている。本研究では、ナノグラフェン構造をもつ分子に生体分子認識部位を結合させた分子を合成し、それら分子がπ－πスタッキングを駆動力にした集積化し、生体認識分子を高密度に集めることができる手法の開発を目指している。今年度は、ナノグラフェン構造をもつ分子としてテトラベンゾコロネン型分子を取り上げ、それらの効率的な合成法の開発と自己集積化挙動についての検討を行った。
入手容易な原料としてアントラキノンを使い、パラ置換アリールボロン酸エステルとのカップリングにより、炭素－水素結合のアリール化を行った。次いで、それら生成物中のカルボニル基をメチレンへと変換したのち、酸化的脱水素型環化を行うことによりテトラベンゾコロネン型構造をもつナノグラフェン類の合成を検討した。その結果、3,6,13,16位に置換基をもつテトラベンゾ[a,d,j,m]コロネンを合成することができた。
これまでの検討により、置換基としてアルキル基やアルコキシ基をもつ分子の合成を達成している。これら分子のNMRスペクトルを測定すると、低濃度では比較的シャープなピークが観測され、その一方で濃度上昇よるピークのブロードニング化と測定温度を上昇によりピークがシャープになることが観測された。これらのことから、合成したテトラベンゾコロネン型分子は溶液中で集積化する性質をもつことがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多環芳香族炭化水素の短工程合成を行うにあたり、研究に着手する際に生成物の有機溶媒への溶解度の低下に伴う反応性の著しい低下が危惧されていた。実際、無置換体の合成は溶解度の著しい低下のた合成することができなかったが、適切な置換基を導入することにより、目的とする化合物を短工程で合成することができた。おおむね当初の予定通りに進行していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究に沿って、多様な置換基をもつテトラベンゾ[a,d,j,m]コロネン類の合成を行い、それらがもつ溶液中での自己集積化挙動について分光学的手法を利用して知見を集める。さらに、炭素－水素結合とカップリングさせる基質としてヘテロ芳香族ボロン酸エステルを用いることにより、ヘテロ芳香族環が縮環した化合物の合成を検討する。
炭素－水素結合の活性化だけでなく、炭素－酸素結合の活性化も組み合わせることにより、異なる置換基をもつテトラベンゾ[a,d,j,m]コロネン類の合成法の開発についても検討する。
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