カルバゾール誘導体の求電子ホウ素化を鍵とした特殊共役化合物の合成と機能開拓

利用咔唑衍生物的亲电硼化合成特殊共轭化合物并进行功能开发

• 批准号: 21K05035
• 负责人: 山本 浩司
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Shujitsu University (2022)Gunma University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05035/
• 关键词: カルバゾール; アザボリン; 縮環構造; 環状化合物; らせん化合物; ドナー-アクセプター; 光物性; 求電子的ホウ素化; アザボリン誘導体; 非平面共役化合物

多環芳香族炭化水素(PAHs)の炭素-炭素結合をホウ素-窒素結合に置き換えたBN-PAHsは，π電子系材料の基本骨格として注目を集め，新規材料候補として有望視されている.本研究では，研究代表者が見出したカルバゾール誘導体の求電子剤的ホウ素化反応を用いて，ドナー-アクセプター， らせん，環，ベルトといった共役系を有するBN-PAHsを系統的に合成する.これらの諸物性解明を通して，有機電子材料または有機光学材料への道筋をつけることを目指す.2021年度には，1,8-ジフェニルカルバゾール誘導体の求電子剤的ホウ素化反応によるカルバゾールを含むアザボリン誘導体の効率的合成法を論文発表した(Chem. Lett. 2022).２つのアザボリンがベンゼンで縮環した二量体も合成できた．2022年度は本反応を利用して，以下の成果を得た．1) らせん構造を有する含カルバゾールアザボリン多量体の合成および物性解明縮環二量体が比較的高収率で得られることがわかったので，らせん構造を有するベンゼン縮環多量体(BN-ヘリセン)を合成した.具体的には三量体および四量体の合成に成功した．三量体のX線結晶構造解析より，らせん構造をとることを確かめた．アザボリンユニット数が光学特性および電気化学的特性に与える効果を明らかにした．2) ドナー部位を導入した含カルバゾールアザボリン誘導体の合成および物性解明含カルバゾールアザボリン誘導体に電子供与基であるメトキシ基を導入することで，蛍光波長がやや長波長シフトした.よりドナー性の高い置換基を導入することで，ドナー-アクセプター相互作用に基づく特異な物性の発現が期待できる.ドナーとしてカルバゾール，フェノチアジン，ジフェニルアミンを導入した誘導体を合成した.ドナー部位が光学特性および電気化学的特性に与える効果を明らかにした．また， ドナーの置換位置の効果も検討した.

BN-PAH取代了多环芳烃（PAHS）的碳碳键，吸引了人们作为基于π电子材料的基本框架的关注，并被认为是新的材料候选者。在这项研究中，我们使用了由主要研究者发现的甲壳唑衍生物的亲电硼化反应，以系统地合成BN-PAH，并与供体受体，螺旋，螺旋，环和皮带等共轭系统合成BN-PAH。通过阐明这些特性，我们旨在为有机电子或有机光学材料树立一条路径。在2021年，我们发表了一种有效的方法，用于通过1,8-二苯基甲基唑衍生物的亲电硼化反应合成含有甲壳唑的偶氮衍生物（Chem。Lett。2022）。将两个偶氮生物与苯融合的二聚体也能够合成。在2022财年中，我们使用了这种反应来达到以下结果：1）具有螺旋结构的合成和阐明含甲状腺癌的偶氮代理多聚体，发现融合的环二聚体可以相对较高，因此我们合成了苯二聚体多组分（Bn-Helicenes）。具体而言，我们成功合成了三聚体和四聚体。三聚体的X射线晶体结构分析证实了它具有螺旋结构。阐明了Azaboline单位数量对光学和电化学性质的影响。 2）富含甲状腺癌的偶氮衍生物的合成和物理特性引入了供体位点，将含电子甲氧基的甲氧基团引入了含有甲壳唑的阿扎代洛琳衍生物，导致荧光波长的波长略长。通过引入具有较高供体性质的取代基，可以预期基于供体 - 受体相互作用的特定物理特性的表达是可能的。我们合成了一种衍生物，该衍生物引入了甲壳唑，苯噻嗪和二苯胺作为供体。揭示了供体位点对光学和电化学性质的影响。我们还检查了供体替换位置的影响。

项目成果

フェノチアジン環状六量体の合成と物性

吩噻嗪环状六聚体的合成及物理性质

• 发表时间: 2021
• 作者: Kondo Masaru;Agou Tomohiro;山本浩司，筒井寛太，田沼未歩，伊藤要，中村洋介
• 通讯作者: 山本浩司，筒井寛太，田沼未歩，伊藤要，中村洋介

種々のヘテロールで縮環した含カルバゾールアザボリン二量体の合成と物性

含咔唑氮杂硼啉二聚体与多种杂醇稠合的合成及物理性质

• 发表时间: 2022
• 作者: Muraoka Takako;Suzuki Yuzuki;Tsuchimoto Masato;Trigagema Gama;Ueno Keiji;Koyama Shinji;山本浩司，木内菜々子，原佳恋，中村洋介
• 通讯作者: 山本浩司，木内菜々子，原佳恋，中村洋介

ピリジル基を有する種々のアザアントラセン類縁体BF2錯体の合成と物性

多种吡啶基氮杂蒽类似物BF2配合物的合成及物理性质

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩井千馬;中田憲男;石井昭彦;山本浩司，今井稚菜，中村洋介
• 通讯作者: 山本浩司，今井稚菜，中村洋介

高分子変換反応開発を志向したマクロサイクル金属錯体の開発

开发旨在发展聚合物转化反应的大环金属配合物

• 发表时间: 2021
• 作者: Shirai Tomohiro;Yamauchi Satoshi;Kikuchi Hikari;Fukumoto Hiroki;Tsukada Hiroto;Agou Tomohiro;山本浩司
• 通讯作者: 山本浩司

Development of Macrocyclic Metal Complexes toward Transformations of Polymer Substrates

开发大环金属配合物以实现聚合物基质的转化

• 发表时间: 2021
• 作者: 小澤彩子;中田憲男;石井昭彦;Koji Yamamoto
• 通讯作者: Koji Yamamoto