含BNカーボンナノチューブのボトムアップ合成法の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22191
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分33:有機化学およびその関連分野
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 畠山 琢次 関西学院大学, 理工学部, 教授 (90432319)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2021-03-31
• キーワード: ナノ材料 / 有機導体 / 有機化学 / カーボンナノチューブ

研究成果の概要

これまでに，タンデムボラFriedel-Crafts反応を用いてホウ素と窒素を有する含BNテトラベンゾコランニュレンの短段階合成に成功している。まず，様々な芳香族炭化水素への簡便なホウ素置換基を可能とするone-shotホウ素化反応の開発を行った。ホウ素化の位置選択性は，速度論支配により決定されており，HOMOが分布する炭素の中で最も立体障害の少ない炭素に選択的に導入できることが明らかとなった。次に，この選択性を利用して，含BNカーボンナノチューブの部分構造となる様々な拡張π共役分子のone-shot合成に成功した。

自由記述の分野

有機材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で合成した様々な含BN拡張π共役分子は，優れた発光特性や導電性といった機能を有しており，有機エレクトロニクス分野の発展に寄与するものと考えられる。また研究を通じて確立したone-shotホウ素化反応を応用し，含BNバッキーボウルや含BNカーボンナノベルトを合成することが可能であり，これらをテンプレート分子として用いた含BNカーボンナノチューブのボトムアップ合成への展開が期待できる。