| 研究課題/領域番号 |
19J20831
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
島尻 拓哉 北海道大学, 大学院 総合化学院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 長い結合 / X線結晶構造解析 / 光環化反応 / 熱開環反応 / 酸化還元 / ラマン分光法 / sicssor効果 / 超結合 / 高歪化合物 / 共有結合 / ヘキサフェニルエタン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者はこれまでに、世界最長のC-C単結合を創出し、1.8 Åを超える炭素-炭素として超結合を提案した。本研究は、超結合性分子群の構築を通して超結合の概念確立を目指す。それとともに、超結合性分子の設計戦略をヘテロ原子が関与する結合へと展開し、分子内コア-シェル構造に基づく多重応答型動的共有結合系の構築と、極度に伸長した共有結合の柔軟性や感受性に基づくマクロな外部刺激応答系の実現へと展開する計画である。
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| 研究実績の概要 |
申請者はこれまでに、長く弱い結合を有する化合物を安定化する独自の分子内コア-シェル構造に基づいて、極度に長いCsp3-Csp3単結合を有するジスピロジベンゾシクロヘプタトリエン誘導体を設計・合成した。その結果、中性炭化水素で最長のCsp3-Csp3単結合[1.806(2) Å]を観測し、その存在は炭素原子間に結合電子が観測されたことと、ラマン測定によりC-C対称伸縮振動が観測されたことにより実証された。そこで、共有結合の限界への挑戦を目指して、2 Åを超えるさらなる結合の伸長を行うこととした。合成に先立って、DFT計算によってシェル構造や骨格への角歪みの効果であるScissor効果の最適化を行い、新たな分子設計を行ったところ、従来法を大幅に超える結合長を有する分子が予想された。そこで実際に合成を行い、前駆体の非結合状態であるジカチオン種を得た。ジカチオン種を亜鉛粉末によって還元したところ、ジラジカル種由来の生成物である過酸化物が得られた。これらの結果は、結合状態と非結合状態の境界領域を探索可能であることを意味しており、本系が研究課題の達成に適切であると考えられる。
また申請者はこれまでに、シェルとして二つのジベンゾシクロヘプタトリエンを組み込むことで、紫外光照射により[2+2]光環化反応が進行し、固体状態で加熱することで熱開環反応が進行することをすることを明らかにしている。今後は紫外光照射と加熱によるシェル構造変化を活用することで、2 Åを超えるCsp3-Csp3単結合の創出を目指す。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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