Sumanene Science 2.0: from Basic Chemistry to Material Sciences

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本研究では、フラーレンの部分構造に相当する、お椀型湾曲芳香族化合物「スマネン」をモチーフとして、そのユニークな性質、および集合体構造の特徴を生かし、真に日本独自のマテリアルとして成長させるための発展研究を行う。４つのテーマに対して、それぞれ簡潔に成果を記す。①新たな一重項励起子分裂系分子に関しては、単量体に関する基礎的な物性についての論文を報告した。また、2021年度に見出した、簡便なアザホモスマネンの合成法を、本系に応用する検討を行った。②スマネンの周縁芳香環部位に６ヶ所エステル基を導入した液晶が、同様の芳香環主骨格を有するトリフェニレンをメソゲンとする液晶とは全く異なる柔軟性有することを見出し、その原因が、お椀のカラムナー積層が本質的に有している自由度に由来していることを明らかにすることができた。このような現象は平面分子では不可能であり、お椀独自の物性発現を示すことができた。③2021年度にジフルオロスマネン単結晶の誘電応答特性を示したが、その続報として、ジフルオロスマネンとスマネンが共結晶を形成する性質を利用して、その構成比率を変化させることによって、結晶の誘電特性を制御できることを見出した。同種の構造を有する結晶で誘電特性を自在に変化させる例はこれまでになく、お椀ならではの特徴を活かした成果である。④スマネンの周縁芳香環をさらに伸長した、湾曲スターフェン(Curved Starphene)分子の合成に初めて成功した。今回の合成経路はジルコナサイクルを経由するので、既知の反応と組み合わせることで、様々なスターフェン様の分子群の合成を実現できる可能性がある。