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光照射によって生じる一重項酸素は強い酸化作用を有することから、様々な分野で注目されている。そこで、我々は、種々のメタシクロファン類に対する一重項酸素の反応性を調べることにより、一重項酸素の環状付加をスイッチとする分子素子へと発展させることを計画した。本研究ではその基質となる種々のメタシクロファン類の合成とその化学的特性について研究し、それらの光照射による一重項酸素との反応について検討した。以下に研究実績を箇条書きにする。
1.一重項酸素と反応する基質であるメタシクロファン類の合成を、tert-ブチル基を保護基として用いる硫黄法により検討し、種々の置換【2.2】メタシクロファン類を合成した。
2.内部位にヒドロキシ基を有する【2.2】メタシクロファン類のOH-π相互作用について赤外吸収スペクトル、X線構造解析によりその存在を確認した。また内部位に二重結合を有する【2.2】メタシクロファン類についてその構造をX線構造解析により明らかにし、内部位二重結合への臭素化反応について検討した。
3.ポリメチル【2.2】メタシクロファン類の光酸化反応について検討した結果、ペンタメチル【2.2】メタシクロファンが一重項酸素の付加したエンドパーオキサイドを形成し、酸素吸蔵機能を有することを見いだした。この構造をX線構造解析により明らかにし、また酸素の脱離速度を調べることにより、このエンドパーオキサイドが非常に安定であることを見いだした。
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