Synthesis of multisubstituted fulvenes bearing different substituents and their application to electrochromic materials

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Kinoshita Hidenori 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20550007)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 多置換フルベン / 1,3,6-トリアリールフルベン / 位置選択的合成 / エレクトロクロミズム / (E)-6-アリール-1,3-ビスシリルフルベン / (E)-6-アリール-1,3-ビスシリルフルベン

Outline of Final Research Achievements

We disclosed intriguing electrochromic properties of (E)-6-aryl-1,3-bissilylfulvenes and (E)-1,6-diaryl-3-silylfulvenes. The electrolyte solutions (0.1 M n-Bu4NClO4 in acetonitrile or dichloromethane) of some (E)-6-aryl-1,3-bissilylfulvenes and (E)-1,6-diaryl-3-silylfulvenes showed notable color changes when superimposed negative voltages were applied to the solutions. Investigation of the substituents at positions 1 and 6 revealed that the solution of the fulvenes exhibited chromic changes under both applied superimposed negative and positive voltages and exhibited multicolor electrochromism. Based on those observations, the aryl groups on the fulvenes played important roles of their electrochromism. Therefore, we developed a synthetic methodology for preparing (E)-1,3,6-triarylfulvenes bearing three different aryl groups to generate fulvenes exhibiting new electrochromic properties.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来法では、同じ置換基が1,3,6-位や1,3-位に置換したフルベンは合成できたが、1,3,6-位に全て異なるアリール基が置換したフルベンを位置選択的に合成することは不可能であった。今回我々が開発した合成法では、３つの異なるアリール基を1,3,6-位に位置選択的に導入したフルベンを効率的に合成することができる。フルベンは特異な物性を有することから有機分子材料として研究されてきたが、合成的な制約から網羅的な物性評価が行えなかった。したがって、今回我々が開発した合成手法によりこれまで入手不可能であったフルベンも入手でき、エレクトロクロミズムを含むフルベンの物性研究を大きく前進させると考えられる。