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π共役炭化水素における歪んだビシクロ骨格の縮環によるビラジカル性の発現

研究課題

研究課題/領域番号 14340196
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 有機化学
研究機関京都大学

研究代表者

小松 紘一  京都大学, 化学研究所, 教授 (70026243)

研究分担者 西長 亨  京都大学, 化学研究所, 助手 (30281108)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
2003年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード芳香族性 / 反芳香族性 / σ-π相互作用 / ビシクロ炭化水素 / シクロオクタテトラエン / ラジカルカチオン / X線構造解析 / オリゴチオフェン / 分子軌道計算 / NICS / クロスカップリング / 電気化学 / 一電子酸化反応 / 高歪みナフタレン / 大環状ジケトン / ジチイン / 渡環相互作用
研究概要

(1)高度の歪みと高いp-性をもつビシクロ[2.1.1]ヘキセン(BCH)の縮環したベンゼン(1)およびシクロオクタテトラエン(2)の合成を行い、理論計算と電気化学的測定の結果、これらがσ-π相互作用に基づくHOMOの上昇という特徴をもつことを明らかにした。またこれらの芳香族性および反芳香族性と反応性との関連について検討を加えた。
(2)ベンゼン1についてSbCl_5を用いる一電子酸化反応を行った結果、ラジカルカチオンの生成とBCHユニヅトの転位反応を経て、1,2-および3,4-位にBCHユニットの縮環したナフタレン3が得られることを見出した。単結晶X線構造解析の結果、3はBCH骨格の歪みのため従来のナフタレンとは異なった結合および電子状態をもち、極めて容易に一電子酸化されて安定なラジカルカチオンを与えることが判った。
(3)ベンゼン1はさらにMCPBA酸化およびシモンズ・スミス型反応により、高収率でsyn付加物であるトリエポキシドおよびトリシクロプロパン体を与えることを見出した。
(4)ナフタレン3は歪んだBCHユニットの効果により、その縮環部である1,4-位にラジカル性が高く、この位置で容易に基底状態酸素と反応し、定量的に酸化生成物4を与えた。単結晶X線構造解析の結果、4は、2個のシクロブタン環と三重結合を含む、ベンゾ縮環した12員環ジケトンという非常に珍しい構造を有することが明らかとなった。
(5)周囲をビシクロ[2.2.2]オクテンで取り囲んだ一連のオリゴチオフェン(2,3,4,6,および8量体)を合成し、これらが安定なラジカルカチオンおよびジカチオン種を与えることを見出し、それらの精密な構造を初めてX線結晶解析によって明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Cationic π-Conjugated Systeme Stabilized by Bicyclo[2.2.2]octene Units2005

    • 著者名/発表者名
      K.Komatsu, T.Nishinaga
    • 雑誌名

      Synlett

      ページ: 187-202

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Persistent pi Radical Cations : Self-association and Its Steric Control in Condensed Phase2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem. 3

      ページ: 561-569

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Persistent pi Radical Cations : Self-association and Its Steric Control in Condensed Phase2005

    • 著者名/発表者名
      K.Komatsu, T.Nishinaga
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem. 3

      ページ: 561-569

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structures and Spectroscopic Characterization of Radical Cations and Dications of Oligothiophenes Stabilized by Annelation with Bicyclo[2.2.2]octene Unit2004

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, A.Wakamiya, D.Yamazaki, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126・10

      ページ: 3163-3174

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Radical Cation of Dibenzothiophene Fully Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units : X-ray Crystal Structure and Electronic Propertis2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yamazaki, T.Nishinaga, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Organic Letters 6

      ページ: 4179-4182

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel Cyclooctatetraene Radical Cation Planarized by Full Annelation with Bicyclo[2.2.2]octene2004

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, T.Uto, K.Komatasu
    • 雑誌名

      Organic Letters 6

      ページ: 4611-4613

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structures and Spectroscopic Characterization of Radical Cations and Dications of Oligothiophenes Stabilized by Annelation with Bicyclo[2.2.2] octene Unit2004

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, A.Wakamiya, D.Yamazaki, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126-10

      ページ: 3163-3174

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polymorphism and Stacking Disorder in Tris(bicyclo[2.1.1]hexeno)benzene2003

    • 著者名/発表者名
      H.Birkedal, H.-B.Biirgi, K.Komatsu, D.Schwarzenbach
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 647

      ページ: 233-242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis, Structure, and Dynamic Behavior of Cyclopentadienyl-lithium, -sodium, and -potassium Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units : A Systematic Study on Site Exchange of Alkali Metals on a Cyclopentadienyl Ring in THF2003

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, D.Yamazaki, H.Stahr, A.Wakamiya, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 125・24

      ページ: 7324-7335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Novel Oligothiophenes Surrounded by Bicyclo[2.2.2] octene Frameworks2003

    • 著者名/発表者名
      A.Wakamiya, D.Yamazaki, T.Nishinaga, T.Kitagawa, K.Komatsu
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry 68・22

      ページ: 8305-8314

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis, Structure, and Dynamic Behavior of Cyclopentadienyl-lithium, -sodium, and -potassium Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units : A Systematic Study on Site Exchange of Alkali Metals on a Cyclopentadienyl Ring in THF2003

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, D.Yamazaki, H.Stahr, A.Wakamiya, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 125-24

      ページ: 7324-7335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Novel Oligothiophenes Surrounded by Bicyclo[2.2.2]octene Frameworks2003

    • 著者名/発表者名
      A.Wakamiya, D.Yamazaki, T.Nishinaga, T.Kitagawa, K.Komatsu
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry 68-22

      ページ: 8305-8314

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 1,2-Dithiin Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene. One- and Two-Electron Oxidations and Formation of a Novel Tetrathiabicyclooctene Radical Cation with Remarkable Stability2002

    • 著者名/発表者名
      A.Wakamiya, T.Nishinaga, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 124・50

      ページ: 15038-15050

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of a Novel Arenium Ion from the Radical Cation of a Twisted Triphenylene Fully Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units2002

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, R.Inoue, A.Matsuura, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Organic Letters 4・9

      ページ: 1435-1438

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Radical Cation and Dication of Fluorene Fully Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units : Importance of the Quinoidal Resonance Structure2002

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, R.Inoue, A.Matsuura, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Organic Letters 4・23

      ページ: 4117-4120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 1,2-Dithiin Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene. One- and Two-Electron Oxidations and Formation of a Novel Tetrathiabicyclooctene Radical Cation with Remarkable Stability2002

    • 著者名/発表者名
      A.Wakamiya, T.Nishinaga, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 124-50

      ページ: 15038-15050

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of a Novel Arenium Ion from the Radical Cation of a Twisted Triphenylene Fully Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units2002

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, R.Inoue, A.Matsuura, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Organic Letters 4-9

      ページ: 1435-1438

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Radical Cation and Dication of Fluorene Fully Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units : Importance of the Quinoidal Resonance Structure2002

    • 著者名/発表者名
      T.Nishinaga, R.Inoue, A.Matsuura, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Organic Letters 4-23

      ページ: 4117-4120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Birkedal, H.-B.Burgi, K.Komatsu, D.Schwarzenbach: "Polymorphism and Stacking Disorder in Tris(bicyclo[2.1.1]hexeno)benzene"Journal of Molecular Structure. 647. 233-242 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nishinaga, D.Yamazaki, H.Stahr, A.Wakamiya, K.Komatsu: "Synthesis, Structure, and Dynamic Behavior of Cyclopentadienyl-lithium, -sodium, and -potassium Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units : A Systematic Study on Site Exchange of Alkali Metals on a Cyclopentadienyl Ring in THF"Journal of the American Chemical Society. 125・24. 7324-7335 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Wakamiya, D.Yamazaki, T.Nisinaga, T.Kitagawa, K.Komatsu: "Synthesis and Properties of Novel Oligothiophenes Surrounded by Bicyclo[2.2.2]octene Frameworks"The Journal of Organic Chemistry. 68・22. 8305-8314 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nishinaga, A.Wakamiya, D.Yamazaki, K.Komatsu: "Crystal Structures and Spectroscopic Characterization of Radical Cations and Dications of Oligothiophenes Stabilized by Annelation with Bicyclo[2.2.2]octene Unit"Journal of the American Chemical Society. 126・10. 3163-3174 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Wakamiya, T.Nishinaga, K.Komatsu: "1,2-Dithiin Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene. One-and Two-Electron Oxidations and Formation of a Novel Tetrathiabicyclooctene Radical Cation with Remarkable Stability"Journal of the American Chemical Society. 124・50. 15038-15050 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nishinaga, R.Inoue, A.Matsuura K.Komatsu: "Formation of a Novel Arenium Ion from the Radical Cation of a Twisted Triphenylene Fully Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units"Organic Letters. 4・9. 1435-1438 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nishinaga, R.Inoue, A.Matsuura K.Komatsu: "Radical Cation and Dication of Fluorene Fully Annelated with Bicyclo[2.2.2]octene Units : Importance of the Quinoidal Resonance Structure"Organic Letters. 4・23. 4117-4120 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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