2019 Fiscal Year Annual Research Report
Topological Control of pi-Conjugated Networks for Keeping Antiaromatic Character with Degenerated Frontier Orbitals
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18K14201
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小西 彬仁 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10756480)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 反芳香族 / 開殻性 / π共役系 / ペンタレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
反芳香族化合物は、小さなHOMO-LUMOギャップ・高い電子授受能力から、機能性材料としての展開が期待される。しかし、電子的な不安定性のためπ電子を局在化させ、その性質を弱めてしまう本質的な課題を内包している。本課題では、反芳香族化合物である8πペンタレンに対し、[a,f]型のベンゾ縮環を施すことで、反芳香族化合物におけるπ電子の高度非局在化、ならびに
高対称構造の維持による基底状態制御を目的とした。
最新の研究によるジベンゾ[a,f]ペンタレンの性質解明から、[a,f]縮環型ペンタレン骨格に焦点を当て、上記戦略に基づくπ骨格のトポロジー制御の有効性を検討した。以下の2点について研究を実施した。
①縮環のトポロジー制御による反芳香族性と開殻性の相関解明：母体のジベンゾ[a,f]ペンタレンに対し、ベンゾ縮環のトポロジーを制御した新規な誘導体を3種類合成し、その性質を解明した。いずれも新たに縮環したベンゼン環の位置と数が異なるだけだが、大きく性質が異なった。構造の対称性とπ電子の非局在化と強い相関があることを解明し、「高対称かつ等価なキノイド構造の存在」がそれぞれの性質を顕在化させることをはじめて見出した。これらの構造と性質の比較を通じ、開殻性および反芳香族性の強弱の関連性を明らかに出来た。
②ケクレ型基底三重項分子の合成とその設計指針の提案：ジナフト[2,3-a,f]ペンタレンについてその合成検討を行った。標的化合物の合成達成には至らなかったが、重要な前駆体の合成を達成することが出来た。引き続き検討を行う予定である。
以上のように、本課題の遂行を通じ、縮合多環共役系化合物における開殻性と反芳香族性の相関を実験的に解明することが出来た。
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