高周期元素の超原子価状態に基づく拡張π共役系の構築と機能材料応用

基于高周期元素超价态的扩展π共轭体系构建及功能材料应用

基本信息

批准号：
22KJ2003
负责人：
谷村和哉
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2003/
关键词：
超原子価化合物 π共役系分子ビスマス刺激応答性

项目摘要

・π共役系骨格を有する超原子価ビスマス化合物のLewis酸性と刺激応答性の評価研究員は昨年度の研究にて、第6周期15族元素のビスマスとπ共役系骨格であるアゾベンゼンを用いて新奇超原子価ビスマス化合物の合成に成功している。本年度では、中心元素であるビスマスのLewis酸性を実験的および量子化学計算の観点から評価し、先行研究の超原子価スズ化合物との比較を行った。その結果、超原子価化合物の刺激応答性において、Lewis酸性の強弱だけでなく中心元素の立体的な効果が優位に作用することを明らかにした。これは、さらなる刺激応答性分子を設計する上で重要な知見となると考えられる。・超原子価ビスマスの刺激応答性を起点としたπ共役系骨格の分解性の制御近年、分解性を有するπ共役系骨格として、イミン構造が分解性高分子の設計として注目されている。一方で、イミン構造は意図しない加水分解によって分解してしまうため、分解性の制御に向けたさらなる設計が求められている。研究員は超原子価ビスマスの刺激応答性によって、任意のタイミングで分解点の保護及び脱保護が可能なπ共役系分子の合成に取り組んだ。その結果、イミン骨格を有する超原子価ビスマス化合物の合成に成功し、加水分解への耐性を付与することにも成功した。また、弱い酸性条件に付すことで容易に分解することも確認され、新たな分解性プラスチック材料の設計指針になることが期待される。

・具有π共轭骨架的高价铋化合物的路易斯酸度和刺激响应性的评价在去年的研究中，研究人员使用第6周期15族元素铋和π共轭骨架偶氮苯开发了一种新型超价铋化合物. 成功合成三价铋化合物。今年，我们从实验和量子化学计算的角度评估了中心元素铋的路易斯酸性，并将其与以往研究中的高价锡化合物进行了比较。结果表明，不仅路易斯酸性的强度，而且中心元素的空间效应在高价化合物的刺激响应性中起主导作用。这被认为是设计进一步刺激响应分子的重要发现。・基于高价铋的刺激响应性来控制π共轭骨架的降解性近年来，亚胺结构作为用于设计可降解聚合物的可降解π共轭骨架而引起了人们的关注。另一方面，由于亚胺结构由于意外水解而分解，因此需要进一步设计来控制降解性。研究人员利用高价铋的刺激响应性，合成了可以随时保护和解除分解点保护的π共轭分子。结果，我们成功合成了具有亚胺骨架的高价铋化合物，并成功赋予了耐水解性。还证实该材料在弱酸性条件下容易分解，有望作为新型可降解塑料材料的设计指南。