2010 Fiscal Year Annual Research Report

高反応性分子を合成素子とする新規π共役系分子の創製と機能開拓

Research Project

Project/Area Number	22750045
Research Institution	Kwansei Gakuin University
Principal Investigator	羽村季之関西学院大学, 理工学部, 准教授 (20323785)
Keywords	π共役系有機化合物 / 高反応性分子 / ベンザイン / アルキニルリチウム / 官能基選択性 / 多重環状付加 / ポリシクロブタベンゼン / ポリメチレンシクロブタベンゼン
Research Abstract	有機電導体や有機磁性体に代表されるπ共役系有機化合物は古くより物性科学・材料科学における重要な物質群であるが、これらπ共役系分子を構成する芳香環・複素環化合物の合成には大きな制限があり、新物質創製への展開が阻まれている。本研究では、新しい物性や機能の宝庫であるπ共役系分子をナノ領域のレベルまで精密に、しかも自在に合成する新しい合成方法論を開拓するため、あらかじめプログラム化された潜在的に高い反応性を持つ反応性分子の高次官能基化による複合構造、さらにはナノ構造体の選択的構築法の開発を目的とした。具体的には、高反応性コア分子の高次官能基化として、複数のベンザイン発生部位を持つポリアラインを取り上げ、その化学的性質について調べるべく、多環式芳香族を母核とするポリアラインの効率的かつ選択的な発生法の開拓と、これに親反応性分子を収束的に集積化させる方法の開発を試みた。その結果、アルキニルリチウムが官能基選択的なベンザインの発生剤として有効であることを見出し、この知見を活かしてさまざまな求核種を用いたベンザインへの官能基選択性に優れた付加反応を開発することができた。また、ポリアラインの多重環状付加を用いてポリシクロブタベンゼンをはじめとするさまざまな多環式芳香族分子のワンポット合成を行うことができた。特筆すべき点は、この多重環付加反応を利用して、これまで合成が困難であると考えられてきた四員環上にメチレン基を持つポリメチレンシクロブタベンゼンの合成を達成したことである。これらの分子のX線結晶構造解析にも成功し、その構造的特徴を明らかにすることができた。