2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of pseudo-aromatic systems consisting of cyclic resonance and multiple hydrogen bonding
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18K05082
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
鈴木 優章 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 講師 (90506891)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 共鳴構造 / 水素結合 / 互変異性 / 芳香族性 / プロトン共役電子移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代炭素材料として有望であるが合成戦略が限られる多環芳香族炭化水素に対し、複雑に縮環した芳香環に相当する機能の主たる成立要因をπ電子の非局在化ならびに分子の安定化ととらえ、共鳴・水素結合という分子の安定化に寄与する因子の効果的な融合によって、同等の電子系にいたる合成法の易化・多様化を狙う。すなわち、多環芳香族炭化水素に見られるπ電子豊富な二次元的なπ共役系を再現するために、共鳴や他の相互作用によって電子伝達が可能な部分構造を対称性よく環状に配置させ、原子・イオン・電子の移動によって連結させることで、芳香族性に類似した安定化の寄与を生み出させ、二次元的な電子の非局在化が効果的に起こるようにする。
前年度、それを達成するために好適なモチーフであるシアヌル酸クロリドのメルドラム酸三縮合体の合成を確立し、その生成物が分子内多重水素結合を形成した互変異生体であることを見出した。種々のβ-ジケトンを用いて同様の合成を行ったが進行しなかった。一部出発物質からは、o-位で縮合した生成物が得られた。これらの理由としてメルドラム酸が高い酸性度、環状構造による立体障害の緩和、そして低いエノール型の寄与を両立しているからだであると推測された。そこで、同様の性質を示す中間体の合成を試みたが達成できなかった。その他、溶媒や塩基等の反応条件も種々検討する過程で、ほとんどの場合で反応は進行しなかったが、トルエン溶媒中で水素化ナトリウムを作用させたときに反応が進行することを明らかにした。環状であるシクロヘキサンジオンやジメドン、非環状であるマロン酸ジエチルでも達成した。
これらのX線結晶構造解析にも、o-位縮合体も含めて成功した。共鳴構造に関与する部分で、メルドラム酸からの誘導体と比べて優位な結合長の差が見られた。このことは、部分構造の改変によって結合交代の程度をコントロールできる可能性を示唆している。
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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
万策尽きたと思われた局面から、発想の転換により一気に進展した。今後に期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
タイトル研究の完結に向け、更なる誘導体の合成と物性測定、構造解析を行い、それらの総関係を明らかにするとともに、次なるテーマにつながる知見をより多く得る。
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| Causes of Carryover |
消耗品費が予定より安く抑えられたため。
設備面の拡充に利用する。
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