Sumanene Science 2.0: from Basic Chemistry to Material Sciences

Sumanene Science 2.0：从基础化学到材料科学

基本信息

批准号：
19H00912
负责人：
櫻井英博
金额：
$ 29.29万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、フラーレンの部分構造に相当する、お椀型湾曲芳香族化合物「スマネン」をモチーフとして、そのユニークな性質、および集合体構造の特徴を生かし、真に日本独自のマテリアルとして成長させるための発展研究を行う。４つのテーマに対して、それぞれ簡潔に成果を記す。①新たな一重項励起子分裂系分子に関しては、単量体に関する基礎的な物性についての論文を報告した。また、2021年度に見出した、簡便なアザホモスマネンの合成法を、本系に応用する検討を行った。②スマネンの周縁芳香環部位に６ヶ所エステル基を導入した液晶が、同様の芳香環主骨格を有するトリフェニレンをメソゲンとする液晶とは全く異なる柔軟性有することを見出し、その原因が、お椀のカラムナー積層が本質的に有している自由度に由来していることを明らかにすることができた。このような現象は平面分子では不可能であり、お椀独自の物性発現を示すことができた。③2021年度にジフルオロスマネン単結晶の誘電応答特性を示したが、その続報として、ジフルオロスマネンとスマネンが共結晶を形成する性質を利用して、その構成比率を変化させることによって、結晶の誘電特性を制御できることを見出した。同種の構造を有する結晶で誘電特性を自在に変化させる例はこれまでになく、お椀ならではの特徴を活かした成果である。④スマネンの周縁芳香環をさらに伸長した、湾曲スターフェン(Curved Starphene)分子の合成に初めて成功した。今回の合成経路はジルコナサイクルを経由するので、既知の反応と組み合わせることで、様々なスターフェン様の分子群の合成を実現できる可能性がある。

在这项研究中，我们将以与富勒烯部分结构相对应的碗状弯曲芳香族化合物“sumanene”为母体，利用其独特的性质和聚集结构将其开发为材料进行日本独有的发展研究。将简要描述四个主题中每个主题的结果。 ①关于新型单线态激子分裂分子，我们报道了一篇关于单体基本物理性质的论文。此外，我们还研究了2021年发现的氮杂高莫烯的简单合成方法在该系统中的应用。 ②发现在sumanene外围芳环位点引入六个酯基的液晶具有与具有相似芳环主骨架的介晶为苯并菲的液晶完全不同的柔性。能够澄清这是由于层压固有的自由度造成的。这种现象对于平面分子来说是不可能的，我们能够证明碗独特的物理特性。 ③ 2021年，我们展示了二氟锪烯单晶的介电响应特性，后续我们将利用二氟锪烯和苏马烯形成共晶的特性，改变组成比例来提高二氟锪烯的介电响应我们发现晶体的特性是可以控制的。从来没有一个例子可以自由改变同种结构的晶体的介电特性，这是利用碗的独特特性的成果。 ④我们首次成功合成了弯曲的starphene分子，它是sumanene外围芳香环的进一步拉长。由于该合成路线经过氧化锆循环，因此通过与已知的反应相结合，有可能合成各种星吩类分子基团。