2023 Fiscal Year Annual Research Report
Design of closely stacked aromatic structures for condensed conjugation based on covalent bond formation
Publicly Offered Research
| Project Area | Condensed Conjugation Molecular Physics and Chemistry: Revisiting "Electronic Conjugation" Leading to Innovative Physical Properties of Molecular Materials |
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| Project/Area Number |
23H04021
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
秋根 茂久 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (30323265)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 積層構造 / 配位結合 / 金属錯体 / 非共有結合的相互作用 / 構造変換 / π平面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一般に、多環芳香族炭化水素やグラファイトの層間には、分散力やπスタッキング相互作用が普遍的に働く。例えば、グラファイトの層間距離は3.4 Åである。この距離は、特別なことをせず、自然に積層構造が形成されたときの距離に相当する。芳香環をこの距離より近い層間距離で積層させるためには、ポテンシャル曲面の上りかけの少し不安定な位置で二つのπ平面を固定する必要がある。この不安定化（反発）を凌駕する十分な相互作用や外的な摂動があれば、このように近接した位置での積層が可能となると予想される。本研究では、salen配位子と金属の錯形成によって強制的に二つの芳香環の距離が近づくような設計の分子を合成し、その積層距離を評価することとした。
salen配位子の二つのヒドロキシ基のオルト位にπ平面（ペリレンビスイミド）を導入した分子を合成した。前駆体となるペリレンビスイミド置換サリチルアルデヒドは、ホルミル基およびヒドロキシ基を保護した3-アミノサリチルアルデヒドとペリレンイミド誘導体の反応と、その後の脱保護により合成した。続いてこれをエチレンジアミンと反応させてπ平面置換salen配位子を合成した。1H NMRスペクトルにおいて、この配位子中のペリレンビスイミドプロトンは一般的なペリレンビスイミド誘導体と同様の化学シフトに観測されたが、これをニッケル(II)と錯形成させたところ、高磁場シフトともにシグナルのブロード化が観測され、積層構造の形成が確かめられた。
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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
当初予定していた構造のπ平面置換salen配位子を合成し、ニッケル(II)錯体へと変換することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
合成したπ平面置換salen配位子およびそのニッケル(II)錯体について、面間距離を各種スペクトルにより評価し、その積層構造の詳細について明らかにする。
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