2022 Fiscal Year Annual Research Report
典型元素を含むPAH間の相互作用を基軸とした動的化学システムの創出
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20K15258
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
安藤 直紀 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (80848979)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ホウ素 / Lewis酸 / 配位結合 / 光物性 / 外部刺激応答性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，典型元素が組み込まれた多環芳香族炭化水素（PAH）間での，Lewis酸・塩基平衡を基軸にした動的分子系の創出に取り組んだ．
まず，ホウ素を含むPAHのLewis酸性の向上を目的として，ボロール構造を組み込んだPAHの合成を行なった．スクリーニングの結果，ボロール環にボレピン環を縮環させることでLewis酸性が向上することが示唆された．実際に合成を行なったところ，当該構造をもつ化合物が非常に高いLewis酸性を示すことを見出した．また，一連のホウ素を含むPAHについて，各種量子化学計算を用いて構造特性やエネルギーなどを精査することで，Lewis酸性の調整に関する知見を得ることができた．
次に，ボロール構造を組み込んだホウ素含有PAHをモデル化合物として，PAH間での錯形成の可能性を検討した．Lewis塩基性を示すPAHとしてホスファトリアンギュレン誘導体を用い，ホウ素-リン間に配位結合をもつLewis酸・塩基錯体の形成に成功した．これにより，典型元素が組み込まれたPAH間でのLewis酸・塩基平衡が実現可能であることを実証した．さらに，得られたホウ素－リン錯体において，熱や光などの外部刺激によりホウ素-リン結合の開裂が生じることを明らかにした．
また，ホウ素のLewis酸性を生かした動的な分子ユニットとして，オレフィン-ホウ素相互作用をもつホウ素ユニットを開発した．当該ユニットを導入したドナー-π-アクセプター型化合物とLewis塩基と相互作用を検討したところ，これがFrustrated Lewis Pair (FLP) 型の反応性を示すことを見出した．この反応は光学特性の変化を伴いながら可逆的に進行したことから，今後，分子構造を精査することにより動的分子系としての展開が期待できる．
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