平面化ジボランのホウ素空軌道配列制御による新機能の創出

通过控制平面化乙硼烷中硼空轨道排列创建新功能

• 批准号: 18J02019
• 负责人: 田中 直樹
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J02019/
• 关键词: ホウ素; 液晶; 光物性; 電荷輸送特性; 配向制御; ホウ素; 液晶; 光物性; 電荷輸送特性; 配向制御

本研究では、ホウ素の空軌道の配列制御という観点から，ホウ素を含むディスク状液晶分子を標的とし，その集積能力とルイス酸性を生かした機能発現に向け研究を行なった．具体的には，例えば，ホウ素の3配位および4配位の構造変換に伴う集合と解離の制御といった新しい機能性ホウ素分子の開発である。本研究の基本骨格としてはじめに，理論化学計算を用いて，2つの酸素原子により架橋したトリフェニルボランが高い平面性を有していることを明らかにした．また，ハロゲン置換基を有する酸素架橋平面固定トリフェニルボランの合成に成功し，本化合物が様々なカップリング反応に許容であることを見出した．このことは，本骨格を構成単位に用いた拡張π電子系を合成する上で重要な知見となる．また本化合物を用いて、新規平面固定トリフェニルボランの合成に成功し，この化合物が，室温でヘキサゴナルカラムナー液晶を示すことを明らかにした。このホウ素液晶分子は、キヌクリジンなどのルイス塩基と十分にルイス酸塩基コンプレックスを形成することから、十分なルイス酸性を有している．興味深いことに，このルイス酸塩基コンプレックスは、光照射によりルイス塩基の解離が可能であり，外部刺激によるルイス塩基の脱離を達成した.さらに、加熱によるルイス塩基の解離も明らかにするとともに、ずり操作により液晶分子が基板に対し、水平配向することが明らかになった．本成果は，ホウ素を含む液晶ならではの性質であり，半導体液晶の新しいデバイス作製のための工学的手法とも捉えられる．

在这项研究中，我们从控制无硼轨道的序列的角度瞄准了含有硼的椎间盘样液晶分子，并通过利用其积累能力和路易斯酸度来对其功能表达进行研究。具体而言，这是新功能性硼分子的发展，例如控制组装和与硼三合会和第四纪协调的结构转化相关的分离。首先，这项研究的基本框架用于澄清，通过两个氧原子通过理论化学计算计算，由两个氧原子交联具有很高的平面度。此外，我们已经成功合成了具有卤素取代基的氧桥的固定固定固定的三苯基硼烷，并发现该化合物对于各种偶联反应都是可接受的。这是使用该骨架作为结构单元合成扩展的π电子系统的重要发现。使用这种化合物，我们成功合成了一种新型的固定固定三苯基硼烷，揭示了该化合物在室温下表现出六边形柱状液晶。该硼液晶体分子具有足够的路易斯酸度，因为它与刘易斯碱基（如奎诺核苷）形成了刘易斯酸基库。有趣的是，这种刘易斯酸基料复合物使刘易斯底座通过光照射解离，从而通过外部刺激实现了刘易斯碱的去除。此外，揭示了刘易斯碱通过加热的解离，并且液晶分子通过剪切与底物水平取向。该结果是含有硼的液晶的独特特性，也可以看作是一种为半导体液晶制造新设备的工程方法。