2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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| Project/Area Number |
26102002
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
櫻井 英博 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00262147)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東林 修平 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 助教 (30338264)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | スマネン / ヘキサ置換スマネン / 鈴木ー宮浦カップリング / カルベン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、フラーレン部分骨格であるお椀型π分子「バッキーボウル」の独特な特徴である１）お椀構造に由来するカラム状積層構造を形成し、伝導特性等の物性を発現する（Intrinsic -π）、２）お椀反転などの動的挙動により、π系の三次元構造や、双極子モーメントなどの物性のダイナミックな変化を誘起する（Dynamic-π）、３）フラーレンなどの同様なπ局面との間に構造特異的な相互作用や超低摩擦特性が観測される（Elastic-π）などの現象を活用し、バッキーボウルの自在合成方の開発を通じて、湾曲π造形イノベーションを目指すものである。
今年度は、主として今後の集合体形成に関する研究のモチーフとなり得る分子群の設計及び合成を中心に行った。スマネン芳香環上への置換に関しては、芳香環上の６箇所すべての位置に置換機を導入した三回対称分子「ヘキサ置換スマネン」の合成に初めて成功した。すなわち、スマネンの芳香環部位をすべてブロモ化したヘキサブロモスマネンの合成及びその結晶構造解析に成功した。得られたヘキサブロモスマネンはほとんどの有機溶媒に不溶であったが、鈴木ー宮浦カップリング反応に利用することができ、対応するヘキサアリールスマネンの合成にも成功した。これらの成功は、その他様々なタイプの置換基を３回対称性を保ったまま導入することができることを意味しており、スマネン骨格をメソゲンとする液晶分子の設計・合成への大きな第一歩となった。
一方、スマネンのベンジル位への官能基導入に関しては、今回、活性炭素化学種であるカルベンの導入に初めて成功した。スマネニルカルベンは基底３重項であり、そのスピン密度はπ曲面へ広く非局在化していることが明らかとなった。今後スマネニルカルベンの特性をさらに精査し、またこれを結晶中で配列させることで、強磁性相互作用を示す物質の作成を目指す。
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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
計画項目ごとに多少の進捗の良し悪しはあるが、概ね期待通りに研究は進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヘキサ置換スマネンは予想より大幅に早いタイミングで合成することができたので、２８年度は特にヘキサ置換スマネンを中心に研究を進めていく予定である。
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