2019 Fiscal Year Annual Research Report
Organic Electron Donors and Acceptors through the Use of Nocovalent Bonding Interaction
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17K05769
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
武田 貴志 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80625038)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 有機電子アクセプター / 水素結合 / 酸化還元 / 結晶構造 / アントラキノン / 光学特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では有機電子ドナー・アクセプターの電子状態調性の新しい手法として、非共有結合性相互作用を用いることを提案し、その有効性を検証すること、および合成した化合物の物性、機能を探索することを目的とした。
配座が固定された分子内N-H…O=C水素結合を有するアントラキノンにおいて、その電子受容性が変調されることを、アリールスルホンアミドが導入されたアントラキノンを用いて明らかにした。精密な分子設計に基づく分子内水素結合の形成と分子構造の固定が、水素結合相互作用による電子状態の調性に必須であることを明らかにした。
本研究で用いたアリールスルホンアミドを有するアントラキノンは良く定義された立体的な分子構造、弱い分子間相互作用、パッキングなどの要因によって、アリールスルホンアミド基の置換位置の違いによって大きく異なる分子集合体を形成した。中でも1,8-位にトルイルスルホンアミド基を導入したアントラキノンと1,4,5,8-位にtert-ブチルフェニルスルホンアミド基を導入したアントラキノンでは、それぞれアセトニトリルおよび置換ベンゼンを包摂したユニークな結晶を与えることを明らかにした。これらの結晶では選択的な溶媒の吸脱着および優先的な溶媒の包摂が可能であることを明らかにした。1,8-位にトルイルスルホンアミド基を導入したアントラキノンのアセトニトリル選択的な吸着ではホスト―ゲスト間の双極子相互作用が重要な役割を果たしていることが確かめられた。
アリールスルホンアミド基を含めた様々なアリールアミノ基を導入したアントラキノンを系統的に合成したところ、その電子受容性、光学特性がその置換様式および分子のコンフォメーションにより大きく変化することを見出した。
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