2017 Fiscal Year Annual Research Report
Chemistry of Strained Conjugation System:Synthesis and Properties of Highly Strained Carbon sigma-Bond and 4 pi Antiaromatic Molecules
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15K05412
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
中本 真晃 広島大学, 理学研究科, 准教授 (90334044)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | シクロブタジエン / 高歪結合 / 反芳香族性 / ビラジカル / 光異性化 / シグマ共役 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高歪み炭素シグマ結合からなる正四面体炭化水素分子テトラヘドランと、その原子価異性体であるシクロブタジエンを研究対象として、光や熱によって誘起される分子変換に関する実験的研究および理論的研究を遂行している。
本研究では、様々な高歪み結合からなる分子を構築し、光による物質変換および高歪み電子系の物性解明を目指して，テトラヘドランからシクロブタジエンへの原子価異性化機構の解明と置換シクロブタジエンの合成、分子構造および電子状態に関する実験的な検証を行った．
シクロブタジエンは代表的な反芳香族性化合物であり，環状４π電子系は励起芳香族性を示すことに注目が集まり，光エネルギーによって高活性な分子を作り出す研究への展開が期待されている．ここまでの研究において，ケイ素置換基により立体的かつ電子的に安定化された高歪み有機分子について光や熱等の外部刺激によって誘起される分子変換について検討してきたところ、テトラヘドランの光誘起原子価異性化では，定量的にシクロブタジエンが得られることが分かった。すなわちテトラヘドラン誘導体をシクロブタジエンの前駆体とみなし，これまで１０例をこえる安定なシクロブタジエン誘導体を作り出すことに成功した．ケイ素置換シクロブタジエンの熱的安定性が格段に向上したため，固体状態での温度可変EPR測定において，三重項シクロブタジエンの観測に初めて成功した．このようなシクロブタジエン誘導体は、他の方法では得難い化合物であり、本研究によって初めて安定に合成できた分子が含まれている。またクロスカップリング反応を利用することで，様々なテトラへドラン誘導体の合成に成功し，その誘導体の多くはシクロブタジエンへと変換できた．
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