Supramolecular Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Structure and Morphology in Self-Assemblies

超分子多环芳烃：自组装的结构和形态

• 批准号: 22KF0367
• 负责人: 成田 明光
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Okinawa Institute of Science and Technology Graduate 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-22KF0367/
• 关键词: 超分子構造; 多環芳香族炭化水素; 自己組織化; ジアセチレン

本年度11月に外国人研究員が着任し、速やかに研究体制を整えるとともに実験を開始した。本研究で最初に検討する多環芳香族炭化水素（PAH）として、高い安定性と比較的小さなエネルギーギャップを有するジベンゾ[hi,st]オバレン（DBOV）に着目し、自己組織化による超分子構造の形成と分子間相互作用を利用した物性制御を志向した誘導体の多段階合成を進めた。特に、非対称構造の誘導体の選択的合成に向けて、DBOVの前駆体となるビス（ナフチルフェニル）ジアセチレンにメトキシ基を導入した非対称置換体の合成検討を行なった。以前の合成経路では、単一のナフチルフェニルアセチレン誘導体にGlaserカップリング反応を適用したが、本研究では一方のナフチルフェニルアセチレン誘導体のブロモ化を経てCadiot-Chodkiewiczカップリング反応を適用する条件検討を進めた。ホモカップリング反応が同時に進行して目的化合物が高収率で得られないことが課題となったが、トリ(m-トリル)ホスフィンを配位子として用いることによりヘテロカップリング反応の選択性向上に成功している。一方で、炭素骨格内にヘテロ原子を導入することによる超分子構造や物性の制御を見据え、DBOVのヘテロ構造の合成も進めた。また、新規DBOV誘導体の基板上での自己組織化と分子間相互作用の電子物性等への影響を電界移動型トランジスタ測定により調べるため準備として、化学修飾したSiO2/Si基板上での既知の結晶性DBOV誘導体の成膜条件の検討も開始した。

一位外国研究员今年11月上任，立即搭建了研究体系并开始实验。作为本研究中第一个研究的多环芳烃（PAH），我们重点关注具有高稳定性和相对较小能隙的二苯并[hi,st]obalene（DBOV），并通过自组装开发了超分子结构我们继续进行衍生物的多步合成，旨在利用形成和分子间相互作用来控制物理性质。特别是，为了选择性合成具有不对称结构的衍生物，我们研究了将甲氧基引入双（萘基苯基）联乙炔（DBOV的前体）的不对称取代衍生物的合成。在之前的合成路线中，Glaser偶联反应应用于单一萘基苯乙炔衍生物，但在本研究中，我们研究了在一种萘基苯乙炔衍生物Ta溴化后应用Cadiot-Chodkiewicz偶联反应的条件。问题在于，由于自偶联反应同时进行，因此无法以高收率获得目标化合物，但通过使用三(间甲苯基)膦作为配体，杂偶联反应的选择性得到了成功。另一方面，我们还进行了DBOV异质结构的合成，旨在通过在碳骨架中引入杂原子来控制超分子结构和物理性质。此外，为了准备研究新的DBOV衍生物在基板上的自组装以及分子间相互作用对电子性能的影响等，通过场转移晶体管测量，我们在化学改性的SiO2/Si基板上制备了已知的晶体我们还开始研究DBOV衍生物的成膜条件。