曲がった構造を有するヘテロ芳香族化合物の開発と機能探索

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13875178
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 大坪 徹夫 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80029884)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀧宮 和男 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40263735) ; 安蘇 芳雄 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60151065)
• Keywords: 複素環化合物 / 硫黄 / ボール型分子 / 熱分解 / 焦電性

Research Abstract

球状の形をしたフラレーンの出現は、構造要素としてコラニュレンで代表される一連のボール型縮合芳香族炭化水素の研究を刺激したことはよく知られている。一般的に、電導性材料やEL材料、非線形光学材料などの最先端機能性材料となるには、芳香族炭化水素系よりも分子間相互作用が強いヘテロ芳香族系のほうが可能性が高い。この点で、曲がった構造を有するヘテロ芳香族化合物が注目されてもよいが、これまでそのような化合物は全く知られていなかった。そこで申請者らは、本研究で曲がったヘテロ芳香族化合物の研究が分極の発現を指向した固体化学の根幹を理解するために、電子構造に興味がもたれるコロネンのヘテロ類似体に着目し、トリフェニレノトリチオフェンの合成を行った。この化合物の分子構造をX線構造解析で明らかにしたところ、驚いたことにボール型の構造をしており、コラニュレンに近い湾曲した曲面を有していることが分かった。これはボール型をしたヘテロ芳香族化合物の最初の例である。さらに興味深いことに、この結晶構造は曲がった分子がconcave-convex相互作用で一方向に積み重なっており、結晶構造に反転対称が存在しないことが分かった。このことは結晶自身に自発分極が存在することを意味する。そのような分極結晶は焦電性や圧電性を示す可能性があり、実際に、トリフェニレノトリチオフェン化合物の結晶で焦電性を観測した。現在、さらに曲がったヘテロ芳香族化合物の拡張系に研究対象を拡大しており、トリフェニレノトリチオフェンのトリベンゾ誘導体の合成に成功し、その物性を検討中である。