拡張一次元π電子系を有する共有結合チューブ分子の合成と機能解明

具有扩展一维π电子系统的共价键管分子的合成和功能阐明

• 批准号: 07J10220
• 负责人: 加藤 真一郎
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J10220/
• 关键词: 大環状化合; パイ電子系; π-π相互作用; 芳香族ジイミド; 大環状化合物; NH-π相互作用

本研究課題は、共有結合チューブ分子-ゲスト分子間の特異的パイ空間における相互作用解明を最終目標として設定し、合目的的分子設計に則った新奇な拡張一次元パイ電子系を有する共有結合チューブ分子の合成を計画した。当該年度では、芳香族ジイミド類の中で最小単位であるピロメリットジイミドが直交する二つの反応点を有することに着目して適切な構造修飾を行い、1)大環状構造における一次元パイ電子系の構築、及び2)ピロメリットジイミドを基盤としたパイ電子系化合物の特異な自己凝集力の発現、を達成した。以下にその概要を説明する。まず、先に開発したピロメリットジイミドを基盤とした大環状化合物に一次元パイ電子系を導入して光・電気化学的機能発現を検討した。大環状構造への一次元パイ電子系の導入、すなわち空孔の構築は標的共有結合チューブ分子を開発する上で必須の克服課題である。環化縮合反応とパラジウム触媒を用いたカップリング反応で一次元パイ電子系の構築に成功し、各種測定及び理論計算で当該分子の基礎物性を明らかにした。次に、開発した合成ルートを非環状ピロメリットジイミド誘導体の合成に適用し、n型半導体特性を有する新奇パイ電子系化合物の開発を試みた。合成したパイ共役系ピロメジットジイミド誘導体はパイ電子系の導入に伴って蛍光特性を発現するだけでなく、特異な自己凝集力を有することを詳細なX線構造解析及び理論計算によって明らかにした。本特性は、新奇有機トランジスタ材料開発へのパイ共役系ピロメリットジイミド誘導体の有用性を示唆するものである。

该研究项目的最终目标是阐明共价管分子与客体分子在特定π空间中的相互作用，并计划了分子的合成。本财年，我们重点关注芳香族二酰亚胺中最小单元均苯四甲酰亚胺具有两个正交反应点，并对1）大环结构中的一维π电子体系和2进行了适当的结构修饰。 ）表达了基于均苯四酰亚胺的π电子化合物的独特自内聚力。概要说明如下。首先，我们将一维π电子系统引入到先前开发的基于均苯四酰亚胺的大环化合物中，并研究了光电化学功能的表达。在大环结构中引入一维π电子系统，即空位的构建，是开发目标共价键管分子需要克服的重要问题。我们利用环化缩合反应和使用钯催化剂的偶联反应成功构建了一维π电子体系，并通过各种测量和理论计算阐明了分子的基本物理性质。接下来，我们将开发的合成路线应用于无环均苯四甲酸二酰亚胺衍生物的合成，并尝试开发具有n型半导体特性的新型π电子化合物。详细的X射线结构分析和理论计算表明，合成的π共轭焦铁石二酰亚胺衍生物不仅因引入π电子体系而表现出荧光特性，而且还具有独特的自聚集力。这些特性表明π共轭均苯四甲酸二酰亚胺衍生物对于开发新型有机晶体管材料是有用的。

项目成果

ピロメリットジイミドを母核とするパイ電子受容性大環状ホスト分子の創製と一次元パイ電子系の構築

以均苯四酰亚胺为核心的π电子接受大环主体分子的创制及一维π电子体系的构建

• 发表时间: 2007
• 作者: 加藤真一郎;他
• 通讯作者: 他