2020 Fiscal Year Annual Research Report
シクロパラフェニレンの炭素-炭素結合開裂を鍵とした環状π共役高分子の合成
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18H01962
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
茅原 栄一 京都大学, 化学研究所, 助教 (10610553)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 曲面状π共役分子 / 環状π共役分子 / シクロパラフェニレン / メビウストポロジー / ねじれ / アルケン / 環状π共役オリゴマー / 環状π共役高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前世紀の終わりのフラーレンC60の発見以降、曲面構造を有するπ共役分子は、歪んだπ共役系に由来する特徴的な電子物性、構造特性、化学的な反応性といった基礎科学的な観点や、次世代有機電子材料としての可能性から大きな注目を集めている。なかでも、研究代表者は、シクロパラフェニレン (CPP) をはじめとした環状π共役分子の実用的な合成法を開発するとともに、CPPを試薬として市販化することに成功している。それに対し、本年度は、ねじれた骨格を持つ環状π共役分子の合成と物性解明に興味を持ち、検討を行った。
すなわち、直交するπ電子系を融合すると、π共役のねじれが生じる。そのようなπ共役分子のトポロジーの変化は、新たな物性発現の可能性から興味深い。CPPは放射状に広がった面内π軌道を持つことから、平面状のπ共役分子と融合することで、メビウストポロジーなどの捻じれ分子の合成について検討した。その結果、CPPにアルケン、あるいはオルトフェニレンを1、及び2分子挿入させた1, 2の合成に成功した。結晶状態において、1, 2ともにパラフェニレンの回転は抑制されており、1のπ平面がメビウストポロジーを持っていることを明らかにした。一方、2は2回捻じれ構造を取り得るが、結晶中では捩じれを持たない構造であることが分かった。さらに、1は捩れているのにも拘らず、面内で共役しており、CPPと同様に環サイズが小さいほどHOMO-LUMOギャップが小さくなる興味深い分子であることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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