m-キノジメタン骨格を有する開殻性分子の基底スピン状態の制御と二次元的拡張

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m-キノジメタンは一重項開殻性分子および高スピン分子の創出に有用な骨格である。トリアンギュレンを代表とする m-キノジメタン骨格を有する非ケクレ分子は、複数の非結合性軌道を持つことが予想され、特異な電子構造のため磁性・光学材料への応用が期待されている。しかし、反応性が高いために研究例は少なく、磁気的性質や光学特性について実験的に未解明の点が多い。昨年度は、かさ高い置換基を適切に導入することにより速度論的に安定化できることに着眼し、基底三重項分子トリアンギュレン誘導体の合成と物性解明を行った。今年度は、基底三重項分子のさらなる機能開拓を目指し、このトリアンギュレン誘導体に窒素原子を導入することで、発光特性を実現した、含窒素トリアンギュレン誘導体を設計、合成し、各種物性を明らかにした。既知化合物から2段階で前駆体を合成し、クロラニルで酸化することにより、含窒素トリアンギュレン誘導体を合成した。含窒素トリアンギュレン誘導体はジラジカルであるにも関わらず安定であり、ジクロロメタン、アセトニトリル、クロロベンゼン中で、大気下でも分解せず、ゲル浸透クロマトグラフィーによる精製が可能であった。磁気測定および電子スピン共鳴測定により、トリアンギュレン誘導体と同様に大きな交換相互作用を伴う基底三重項分子であり、ジグザグエッジに不対電子が非局在化することを明らかにした。また、光学測定により近赤外領域に比較的強い吸収を示し、基底三重項の有機ジラジカルとしては初となる、近赤外領域の発光を示すことを明らかにした。