2020 Fiscal Year Research-status Report
σ非局在系開殻分子を鍵とする多次元分子ネットワークの構築
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20K05459
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
古川 俊輔 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (70625590)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | σ非局在系分子 / 有機ラジカル / 電荷輸送正分子 / ヨウ素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、「σ非局在系分子」を開殻構造の新たな担い手とし、その分子結晶中の分子間相互作用を明らかにし、これらの磁気特性および導電性を評価することである。この新たな分子系の鍵分子骨格はポリヨードアレ―ンであり、これをσ対称性の非局在軌道の担い手として活用する。合成する標的分子は大きく分けて2つの分子群「σ非局在系分子」および「σ-π混合共役系分子」であり、これらの分子群および対応する開殻種の合成法を確立し、その結晶構造を明らかにするのが本研究の第一段階である。
今年度の成果は、「σ非局在系分子」および「σ-π混合非局在系分子」の合成手法を確立したことにある。それぞれの分子系において既に数種類の誘導体を合成・単離することに成功している。そのうち4種の化学種に関して、中性状態において結晶構造を明らかにした。
各標的分子群についてより具体的に述べると、「σ非局在系分子」の合成には、フルオロペンタヨードベンゼンと対応するカルコゲナート(R-Ch-)との位置選択的SNAr反応によって合成することに成功した。また、「σ-π混合非局在系分子」の合成に関しては、当初の想定通りとはいかなかったものの、フルオロペンタヨードベンゼンと、ベンゾトリアゾールの塩基存在化でのSNAr反応によって合成することができた。これらの開殻種の合成と結晶構造解明に向け、中性分子の電解酸化を行ったところ、開殻種の生成を示唆する溶液の着色があったものの、構造解析に適した単結晶を得るにはさらなる検討が必要である。
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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
本研究の目的の達成のためには、大きく分けて3つのステップを克服する必要がある。第1ステップは「σおよびσ-π混合非局在系分子の合成法の確立」である。当該年度（初年度）の進捗目標は、この第１ステップの達成と定めており、現在に至るまでに既に達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の想定通り、目標達成のために定めた第２ステップと第3ステップに順次着手する。
第２ステップは、「分子を開殻構造にし、その分子配列を明らかにする」ことである。初年度の検討で既に電解酸化による開殻種の合成は着手している。しかし、3種類の化合物に関していくつかの条件で電解酸化を行ったが、構造解析に適した単結晶を得るには至っていない。今後は、種々の化学種および条件で継続的に検討を行い、開殻種の構造を明らかにしていく。
第3ステップは、「得られた結晶の磁気特性・導電性を評価する」ことである。第２ステップの開殻種の合成および構造解析が前提になるため、順次検討を行っていく予定である。
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