2016 Fiscal Year Annual Research Report
シクロトリホスファザン構造を有するバッキーボウルの合成と機能開拓
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16J02975
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
中塚 宗一郎 関西学院大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 典型元素化学 / 合成化学 / 構造有機化学 / π共役化合物 / バッキーボウル / 分子内環化反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バッキーボウルは，フラーレンの部分構造やカーボンナノチューブ（CNT）のキャップ構造として知られ，そのお椀型構造，カラム状の集積構造，Ｃ5キラリティーなどに注目した基礎研究のみならず，新たな金属の支持配位子やCNT合成のテンプレートとしての応用研究なども盛んに行われている。一方，バッキーボウルの一部の炭素をヘテロ元素に置換した含ヘテロバッキーボウルは，ヘテロ元素の摂動により新たな物性や機能の発現が期待できることから，近年その合成が検討されているが，内部にヘテロ元素を導入した例は数少ない。そこで本研究では，ホスファFriedel-Crafts反応を鍵反応として用い，シクロトリホスファザン構造を有するバッキーボウルの合成法を確立し、その機能開拓を行うことを目的とした。
平成28年度は，まず，バッキーボウル前駆体であるトリナフトシクロトリホスファザンの合成を検討した．反応温度や濃度などの検討に加え，ルイス酸およびブレンステッド塩基を添加するなど種々検討を行ったが，トリナフトシクロトリホスファザンを得るには至らなかった。
そこで，含ヘテロバッキーボウル合成の新たなアプローチとして，平面分子であるトリアンギュレンの中心元素をリンやケイ素に置換することを検討した。合成したトリアンギュレンの単結晶X線結晶構造を行ったところ，予測通りにボウル（お椀）型構造を有することが明らかとなった。お椀の深さは，それぞれ，1.91 Å，1.98 Åと比較的深く，フラーレンなどのゲスト分子を包摂する新たなホスト分子として期待できる。これらの成果は，学術論文として報告した。
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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
当初の目的である，トリナフトシクロトリホスファザンの合成が困難であることが分かったことから，新たな含ヘテロバッキーボウルの合成を試みた。その結果，ボウル型構造を有するホスファおよびシラトリアンギュレンの合成に成功した。この成果を元に，国内及び国際学会においてポスター発表を行い，学術論文としても報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた知見の下，新たな含ヘテロバッキーボウルの合成を進める。
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