Post-nanocarbon synthetic chemistry by control of aromaticity

これまで我々と他研究者らが開発してきたAPEX反応はほぼK領域とL領域での選択的な反応に限られており、このことがAPEX反応を用いたナノグラフェン合成、縮環π共役高分子合成への展開にとって大きな制限となっていた。多環芳香族炭化水素(PAH)において、特にアセンの長軸方向に位置するM領域と呼ばれる部位は選択的な官能基化やπ拡張が困難であった。本年度の研究では、PAHとメチルトリアゾリジノン（MTAD)を選択的に反応させ、部分的に脱芳香族化を行うことで、M領域の選択的活性化に成功した。続いて、鉄触媒存在化、biaryl Grignard試薬やmonoaryl Grignard試薬を作用させ、再芳香族化を行うことで、M領域選択的APEX反応の開発に成功した。この新手法の開発によって、多様性指向型のナノグラフェン合成やπ拡張ルブレンなど様々な新規シート状ナノカーボンの合成が可能になった。また、PAHのMTAD付加体を中間体として、パラジウム触媒とbiaryl Grignard試薬によってL領域選択的なAPEX反応の開発にも成功した。本研究によって、K, M, L, bay領域といったPAHの様々な領域での選択的、逐次的なAPEX反応が可能となり、脱芳香族化を鍵とした次世代のナノカーボン合成の発展につながる結果を得た。

これまで我々と他研究者らが開発してきたAPEX反応はほぼK領域とL領域での選択的な反応に限られており、このことがAPEX反応を用いたナノグラフェン合成、縮環π共役高分子合成への展開にとって大きな制限となっていた。多環芳香族炭化水素(PAH)において、特にアセンの長軸方向に位置するM領域と呼ばれる部位は選択的な官能基化やπ拡張が困難であった。本年度の研究では、PAHとメチルトリアゾリジノン（MTAD)を選択的に反応させ、部分的に脱芳香族化を行うことで、M領域の選択的活性化に成功した。続いて、鉄触媒存在化、biaryl Grignard試薬やmonoaryl Grignard試薬を作用させ、再芳香族化を行うことで、M領域選択的APEX反応の開発に成功した。この新手法の開発によって、多様性指向型のナノグラフェン合成やπ拡張ルブレンなど様々な新規シート状ナノカーボンの合成が可能になった。また、PAHのMTAD付加体を中間体として、パラジウム触媒とbiaryl Grignard試薬によってL領域選択的なAPEX反応の開発にも成功した。本研究によって、K, M, L, bay領域といったPAHの様々な領域での選択的、逐次的なAPEX反応が可能となり、脱芳香族化を鍵とした次世代のナノカーボン合成の発展につながる結果を得た。