Elucidation of the interaction between weak electron pairs based on the creation of multi-radical molecules

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一重項ビラジカル状態、すなわち電子が弱く対形成した状態は 、閉殻性と開殻性が共存する特殊な電子構造を有している。その弱い電子対同士が相互作用しあう（＝共役する）分子系は 、閉殻と開殻の共存性の多重化に伴う特異な性質を示すことが期待できる。 本研究では 、①弱い電子対の形成が可能なラジカル種を多数配置した分子系（＝マルチラジカル系）を新たに合成し 、②弱い電子対の共役を分子構造と電子構造の観点から詳細に明らかにし 、③その特殊な電子状態に起因する特徴的な物性・機能性を見出すこと で、「弱い電子対が共役した系の物質科学」を確立することを目的とする。本研究では、申請者の実験研究（新規化合物の合成とその物性評価）と研究分担者の理論研究（高精度量子化学計算を用いた解析）という相補的アプローチによって 、実験的検証がいまだ不十分な弱い電子対の共役という概念を確立することを目指す。本年度は、昨年度合成・単離に成功したフルオレニルラジカルが環状に連結された[N]cyclo-1,8-fluorene化合物の骨格変換を目指した。環状三量体はトリラジカル種の合成を試みたがその検出には至らなかった。また、環状四量体については、分子内環化させたキラル化合物の光学分割を試み、分割の見通しが立つところまで至っている。環状六量体については、ヘキサアニオン種の発生を試みたものの、溶解度の低さの問題が発生し、さらなる条件検討が求められている。また、フェナレニルラジカルが環状に連結された化合物合成も試みた。重要な合成中間体となるジブロモフェナレンの合成に成功し、そのジブロモ体をNi(COD)2を用いてカップリングさせたところ、環状六量体が得られることが分かった。環状六量体以外にも五量体や七量体の分子イオンピークが質量分析測定で観測されていることから、その単離を現在試みているところである。