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2012 年度 実施状況報告書

πディスク・πボウルを可逆変換できる共役π系の構築と階層的集積による機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 24655031
研究機関大阪大学

研究代表者

久木 一朗  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90419466)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードデヒドロベンゾアヌレン / アセチレン / 湾曲パイ分子
研究概要

π共役分子の可逆的な構造変換はその面内に非局在化したπ電子の性質を劇的に変化させ、物性の顕著な変化をもたらす。本研究ではπ共役平面分子であるヘキサデヒドロトリベンゾ[12]アヌレン(以下DBAと省略)の金属配位による湾曲化を利用した平面/曲面可変を目指す。本年は、分子モジュール法により複数のDBAを結合させた連結DBA分子の合成を検討した。分子モジュール法はカテコール部位を導入した単環 DBAと、ボロン酸を複数もつ芳香環スペーサーとの脱水縮合反応により、種々の多様な幾何構造をもつ連結DBA分子の簡便な合成が期待される。
まずカテコールとボロン酸の縮合により生成する連結DBAの分子軌道計算を行い、完全縮環型の連結DBAと比較を行った。その結果、LUMOの準位が完全共役型よりも高いことが明らかになった。これより、連結DBA分子の個々のDBA部位は、その親化合物の性質を維持していることがわかった。
次に、カテコール誘導体の合成を以下の2ルートについて検討した。すなわち、(1) o-ジヨードトランと1,2-ビス(tert-ブチルジメチルシリルオキシ)-4,5-ジエチニルベンゼンとのクロスカップリングによる環化とそれに続く脱シリル化、(2) 1,2-ビス(tert-ブチルジメチルシリルオキシ)-4,5-ビス(2-ヨードフェニルエチニル)ベンゼンへのアセチレン挿入による環化とそれに続く脱シリル化である。(1)の反応の結果、目的とするカテコール誘導体が得られたが、環化における収率はわずか2%にとどまった。そこで最近報告された(2)の反応によるDBAの環化を行ったところ、7%に改善された。現在DBAの環化における収率の改善および新たな合成法について鋭意検討を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究では、デヒドロベンゾアヌレン(DBA)を連結させたプラットフォームとなる分子の合成に分子モジュール法を採用している。このモジュール法を用いるために、非対称なDBAのカテコール誘導体の合成が必要である。しかしこの誘導体の合成における低収率が問題となり、収率改善のための試行錯誤を行っている。

今後の研究の推進方策

分子モジュール法に必要なカテコール誘導体の合成法について、(1)環化の反応条件(使用する触媒等)の再度検討、(2) 環化前駆体の見直しを行う。さらに、カテコール誘導体以外で分子モジュール法に適応できるDBA誘導体についても検討を行う。ビルディングブロックとなるDBAを合成したのち、分子モジュール法により連結DBAを合成し、湾曲パイ分子へと導く。

次年度の研究費の使用計画

今年度の未使用額は、連結DBAを酸素や湿気を排除した不活性雰囲気下において金属と錯形成させるために使用する超脱水溶媒や金属試薬およびグローブボックスの維持に使用する予定のものである。来年度には合成法を改善して連結DBAを合成し、金属との錯形成を行うので、本年度の未使用額はこれに当てる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Interactions Between Dehydrobenzo[12]annulene (DBA) and Gas Molecules: Do the Preorganized Acetylenes Work Cooperatively?2012

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hisaki 他
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 14 ページ: 13918-13921

    • DOI

      10.1039/c2cp43091f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structure of Quinine: The Effects of Vinyl and Methoxy Groups on Molecular Assemblies of Cinchona Alkaloids Cannot Be Ignored2012

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hisaki 他
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 7 ページ: 2607-2614

    • DOI

      10.1002/asia.201200566

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guest-dependent Structural Transformation of Dehydrobenzoannulene Inclusion Crystals Composed of pi-Stacked Parallelogram Columnar Motifs2012

    • 著者名/発表者名
      Hajime Shigemitsu 他
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 41 ページ: 1535-1537

    • DOI

      10.1246/cl.2012.1535

    • 査読あり
  • [学会発表] アセチレンを明確な幾何配置に固定した環状共役分子の気体分子に対する親和性2012

    • 著者名/発表者名
      久木一朗
    • 学会等名
      第23回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-09-21
  • [学会発表] 分子モジュール法を用いた連結デヒドロベ ンゾ[12]アヌレンの合成とその超分子集合

    • 著者名/発表者名
      小坂 圭亮
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      滋賀
  • [学会発表] アリール置換によるオクタデヒドロ[12]アヌレンの積層構造制御

    • 著者名/発表者名
      久木 一朗
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      滋賀
  • [学会発表] メチルエステル置換した非中心対称性アヌレンによる結晶性ナノファイバーの構築

    • 著者名/発表者名
      久木 一朗
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
  • [学会発表] Construction of One-Dimensionally π-Stacked Assemblies with Inclusion Channels via Symmetry Decreasing Crystallization of C3 Discotic Molecules

    • 著者名/発表者名
      久木 一朗
    • 学会等名
      61st SPSJ Annual Meeting
    • 発表場所
      神奈川

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公開日: 2014-07-24  

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