2020 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and physical evaluation of polyazulene-doping graphene-nano-ribbons
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19K22185
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高須 清誠 京都大学, 薬学研究科, 教授 (10302168)
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2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | グラフェンナノリボン / アズレン / ボトムアップ合成 / スピロ環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多環芳香族炭化水素 (PAH) は蛍光プローブや機能性色素、有機材料等として重要な化合物群である。PAHは縮環様式の違いや複素環・非ベンゼノイド系の有無によって性質が大きく異なるため、ダイバージェントな合成法の開発は重要な研究課題である。我々は以前、ビアリール化合物をKHMDSで処理すると一挙にオキサプロペラン構造を有する化合物が得られることを報告した。本反応は塩基によって生じるエノラートとオレフィンの (2+2) 環化付加と続く芳香族求核置換反応によって進行する。反応成績体は高いひずみを持つ小員環プロペラン構造を有するため、環ひずみの解消を駆動力とする反応が進行しやすいものと期待できる。今回我々はオキサプロペランが実際に多様な反応性を示すことを明らかとし、複素環や非ベンゼノイド系等を含む様々なPAHの合成へと展開した。特に、TfOHを用いる酸性条件下では、オキサプロペランは開環反応によってシクロブチルカチオンを生じた後、環縮小転位によってスピロ環化合物を得ることに成功した。PAH構造を含むスピロ化合物はPAHを三次元的に展開する鍵構造となるが、精密合成法は欠如していた。本合成法を展開することで、より機能化された有機材料の設計が期待できる。
また、アズレン環を含むグラフェンを合成するためのPd触媒による新反応の探索を行った。中程度の収率で目的物を得ることに成功した。今後、さらに反応の最適化を進める必要がある。
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