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有機電導体や有機磁性体に代表されるπ共役系有機化合物は古くより物性科学・材料科学における重要な物質群であるが、これらπ共役系分子を構成する芳香環・複素環化合物の合成には大きな制限があり、新物質創製への展開が阻まれている。本研究では、新しい物性や機能の宝庫であるπ共役系分子をナノ領域のレベルまで精密に、しかも自在に合成する新しい合成方法論を開拓するため、あらかじめプログラム化された潜在的に高い反応性を持つ反応性分子の高次官能基化による複合構造くさらにはナノ構造体の選択的構築法の開発を目的とした。具体的には、高反応性コア分子の高次官能基化として、複数のベンザイン発生部位を持つポリアラインを取り上げ、その化学的性質について調べるため、多環式芳香族を母核とするポリアラインの選択的な発生法と、これに親反応性分子を収束的に集積化させる方法の開発を試みた。その結果、アルキニルリチウムが官能基選択的なベンザインの発生剤として有効であり、この知見を活かしてさまざまな求核種を用いたベンザインへの官能基選択性に優れた付加反応を開発することができた。また、ポリアラインの多重環状付加を用いてポリシクロブタベンゼンをはじめとするさまざまな多環式芳香族分子のワンポット合成を達成することができた。特筆すべき点は、この多重環付加反応を利用して、これまで合成が困難であると考えられてきた四員環上にメチレン基を持つ種々のポリメチレンシクロブタベンゼンの合成を達成したことである。これらの分子のX線結晶構造解析にも成功し、その構造的特徴を明らかにすることができた。さらに、シクロブタベンザインの三量化を鍵として、構造論的にも興味が持たれる拡張π共役型のシクロブタアレンの合成にも成功した。
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