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2021 Fiscal Year Annual Research Report

スピロビフルオレンの連結に基づく新奇3次元π共役系分子の創成

Research Project

Project/Area Number 20H02724
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

雨夜 徹  名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (20397615)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywordsスピロビフルオレン / 水素結合 / 水素結合性有機フレームワーク / キラル / 大環状化合物
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ユニーク且つ未踏のジオメトリーを有するπ共役系化合物群をスピロビフルオレンの連結を基軸とし創成するとともに、得られた3次元構造体のキロプティカル特性や空間的な軌道相互作用に基づく3次元的な共役を明らかにすることを目指し検討を重ねている。今年度は、パラオリゴフェニル二重らせんや編み目構造モチーフを有するキラルパラオリゴフェニル化合物を標的とした検討を行った。特に編み目構造モチーフを有する化合物の合成を目指した研究を主として展開した。これまで合成を報告したキラルスピロビフルオレン環化3量体の末端にカルボキシフェニル基を導入し、カルボン酸の水素結合2量化を駆動力とする超分子的な網目状ネットワーク構造構築に取り組んだ。この化合物では、剛直なスピロビフルオレンマクロサイクル骨格から6つのカルボン酸が方向性を持って配置されている。水素結合性のネットワーク構造を明らかにするため、単結晶作製を試みた。その結果、単結晶X線結晶構造解析よりユニークな構造の水素結合ネットワークが形成されていることが明らかになった。具体的には、2組のカルボン酸の水素結合により水素結合性の大環状構造が形成され、さらにその際、環の相互貫入が起こり3重カテナン状構造を有する水素結合性有機フレームワーク(HOF)が形成されることを明らかにした。この3重カテナン状構造は周期的に繰り返されて2次元シートを形成し、さらにそのシート同士はカルボン酸の水素結合により積み重なって、3次元構造体を形成していた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は、編み目構造モチーフを有する3次元構造体の構築を目指し、研究を展開した。水素結合性の有機フレームワーク形成を利用することで、目的の3次元構造体を合成できることが明らかになったため、おおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後、今回得られた興味深い知見の一般性等を明らかにするために、関連化合物の合成により構造物性相関を明らかにする研究を展開する。また、様々な物性測定と計算化学的な議論により、本化合物の特性を明らかにする。キラルスピロビフルオレンの直接連結による二重らせん化合物の合成、織り構造モチーフを有する構造体の構築、結び目構造を有する化合物の合成、等、合成化学を基軸とする新規化合物創成とその構造特性を明らかにする研究を展開する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Relevant synthesis to manipulating non-planarity in dibenzo[g,p]chrysene: Substitution reactions at the bay2022

    • Author(s)
      Shinsuke Kamiguchi, Ryuhei Akasaka, Naruhiro Yoshida, Tomoya Imai, Yousuke Yamaoka, Toru Amaya, and Tetsuo Iwasawa
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett.

      Volume: 92 Pages: 153664

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2022.153664

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Consequences of Two-Fold Deprotonation of Sumanene: Embedding Two Cp-rings into a Nonplanar Carbon Framework2021

    • Author(s)
      Zheng Zhou, Zheng Wei, Toshikazu Hirao, Toru Amaya, and Marina A. Petrukhina
    • Journal Title

      Organometallics

      Volume: 40 Pages: 2023-2026

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.1c00295

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Solution-Processable Multi-Substituted Buckybowls: Synthesis of Diindeno(1,2,3,4-defg:1’,2’,3’,4’-mnop)chrysene Derivatives2021

    • Author(s)
      Naoki Yoshida, Ryuhei Akasaka, Yusuke Awakura, Toru Amaya, and Tetsuo Iwasawa
    • Journal Title

      Eur. J. Org. Chem.

      Volume: 2021 Pages: 5343-5347

    • DOI

      10.1002/ejoc.202100869

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スピロビフルオレン環状三量体の水素結合性自己集合:相互貫入による3重カテナン構造2022

    • Author(s)
      秋本 果成、鳶巣 守、藤内 謙光、久木 一朗、雨夜 徹
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会(2022)
  • [Presentation] ヘキサメトキシ環状[3]スピロビフルオレニレンのレドックス挙動2022

    • Author(s)
      今井 友也、秋本 果成、三輪 和平、青柳 忍、鳶巣 守、雨夜 徹
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会(2022)
  • [Presentation] 環状[n]スピロビフルオレニレンのレドックス挙動2021

    • Author(s)
      今井友也・秋本果成・三輪和平・青柳忍・鳶巣守・雨夜徹
    • Organizer
      第45回有機電子移動化学討論会
  • [Presentation] カルボキシ基を有するスピロビフルオレン環状三量体の自己集合により構築された三重カテナン構造2021

    • Author(s)
      秋本果成・鳶巣守・藤内謙光・久木一朗・雨夜徹
    • Organizer
      第41回有機合成若手セミナー「明日の有機合成を担う人のために」
  • [Presentation] 二本鎖S 字型p-オリゴフェニルの酸異性化による二重らせん型分子の選択的合成2021

    • Author(s)
      雨夜徹・蒲地広介・仲保文太・鬼木順平・鳶巣守
    • Organizer
      第31回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] 環状[3]スピロビフルオレニレン誘導体の合成と酸化挙動2021

    • Author(s)
      今井友也・秋本果成・三輪和平・青柳忍・鳶巣守・雨夜徹
    • Organizer
      第31回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] キラル環状[3]スピロビフルオレニレンからなる水素結合性三重カテナン2021

    • Author(s)
      秋本果成・鳶巣守・藤内謙光・久木一朗・雨夜徹
    • Organizer
      第31回基礎有機化学討論会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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