π共役電子系バンドルの構築と物性

π共轭电子束的结构和物理性质

基本信息

批准号：
15655012
负责人：
山口茂弘
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

新たなπ電子系材料の分子設計では,いかに望みの電子構造をもつπ電子系を構築し,また,いかにその分子間の配向を制御するかが鍵となる.本研究では,このうち,「分子間の配向制御」に焦点をあて,そのための分子設計として,典型元素の構造特性を利用した「π共役電子系のバンドル化」という考え方を提案する.すなわち,すでに特異な物性をもつことが明らかになっているヘテロール環を基本構造にもつπ電子系を二本あるいは三本平行にバンドル化した全く新しい分子系を設計・合成し,それらの光・電子物性をこれまでの一本鎖のπ共役電子系との比較という観点から評価することにより,この新しい分子設計の有効性を検証しようというものである.前年度はシロール三量体を鍵構造に用いたバンドル分子の合成を行った.本年度は,シロールおよびホスホールを鍵骨格として用いたπ電子系二量体を設計し,それらの結晶構造の制御の可能性について検討した.シロールおよびボスホールを鍵骨格とするH型π電子系二量体の合成と構造ヘテロールとしてシロールおよびホスホール環に注目し,これらの2,5位にチエニル基を導入したπ共役系を,それぞれの中心元素上で一連のビアリール基を用いて架橋したヘテロールπ電子系二量体を設計した.これらは,二つのπ共役骨格が平行に固定されたH型の構造をもち,ビアリールスペーサー部分の幾何構造によるπ共役骨格間の空間の制御により,固体状態での配向様式を制御できるものと考えた.一連のシロール,ホスホール誘導体は,チタナシクロペンタジエンからのヨウ素化によるジヨードブタジエンの合成とそれに続くヘテロール環形成反応をもとに合成した.得られた誘導体の結晶構造解析を行ったところ,中心元素がリンでスペーサーが4,4'-ビフェニル基である場合には,二つのH型分子が入れ子状にはまり合った二量体構造をとるのに対し,中心元素がケイ素の場合には,スペーサー部分の幾何構造により,H型分子が同一平面上で一次元にスタッキングした構造と,H型分子が直交し積み重なった構造の二種類の配向様式が可能であることが明らかとなった.

在新型π电子材料的分子设计中，关键是如何构建具有所需电子结构的π电子体系以及如何控制其分子间的取向。元素作为用于此目的的分子设计。我们利用具有三个平行束的全新分子系统的结构特性提出了“π共轭电子系统束”的概念目的是通过设计、合成和评估其光学和电子特性，并与传统的单链π共轭电子系统进行比较，验证这种新分子设计的有效性。2018年，我们重点研究了使用噻咯的束状分子的合成。三聚体作为关键结构。今年，我们设计了以噻咯和磷基为关键骨架的π电子二聚体，并研究了控制其晶体结构合成和结构杂醇合成的可能性。着眼于角色和磷杂环，我们设计了一种杂醇π电子系统二聚体，其中在2和5位引入了噻吩基的π共轭系统在每个中心元素上使用一系列联芳基桥接。平行固定的 π 共轭骨架。它具有H型结构，并且认为可以通过由碘化联芳基间隔部分的几何结构来控制π共轭骨架之间的空间来控制固态下的取向模式。它是基于多丁二烯的合成和随后的杂醇环形成反应而合成的，所得衍生物的晶体结构分析表明，当中心元素是磷并且间隔基是4,4'-联苯基时，两个H型分子。嵌套在一起然而，当中心元素为硅时，由于隔离物部分的几何结构，存在两种结构：一种是H型分子在同一平面上一维堆叠的结构，另一种是H型分子在同一平面上一维堆叠的结构。很明显，分子垂直堆叠有两种类型的取向方式。