反芳香族化合物の分子間相互作用の解明と機能開拓

阐明抗芳香族化合物的分子间相互作用和功能开发

基本信息

批准号：
19J15561
负责人：
薄葉純一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題は反芳香族化合物どうしの強い分子間相互作用の実現を通して，従来のπ 電子系では達成できない優れた機能性材料を創出することを目的に設定している．採用時までに，チオフェン縮環型ペンタレン (DTP) がかさ高い置換基を用いることなく反芳香族性と安定性を両立である骨格であることを見出した．また，令和元年度には，DTPの骨格内のC=C結合の一部をC=N結合に置き換えたチオフェン縮環型ジアザペンタレン (TAP) の合成に成功し，TAPがイミンの導入に伴う特徴的な反応性や物性をもつだけでなく結晶中で密な積層構造を有することを見出した．これらの結果は，反芳香族化合物を光・電子機能性材料へと活用する上でのボトルネックであった「安定性の担保」と「強い分子間相互作用の実現」を乗り越えた重要な成果と位置付けられる．今年度は，過年度までの知見を真に優れた電子機能性材料へ結び付けるための試みとして，TAPへの構造修飾が結晶のパッキング構造に与える影響を検証した．その結果，非対称な π 共役の拡張によって，これまでこの分子系では見られなかった非カラム状のSlipped π stacking型や，分子のオーバーラップの大きいCofacial型といった特徴的な積層構造を形成することを見出し，積層構造の制御に関する貴重な知見を得ることに成功している．期間内では，キャリア移動度の計測や実デバイスでの物性評価を行うまでには至らなかったが，DTPでは困難であった大量合成法の確立や反応性の解明という観点で多くの重要な知見を得ており，反芳香族化合物を基盤とする機能性材料の創製に対して確固たる道筋をつけたと評価できる．

该研究主题旨在创建出色的功能材料，通过实现抗芳族化合物之间的强分子间相互作用，无法实现传统的π电子系统无法实现的出色功能材料。到采用时，已经发现硫芬融合的环牙（DTP）具有抗芳香和稳定的骨架，而无需使用高度笨重的取代基。此外，在2019年，我们成功合成了噻吩融合的氮杂烯（TAP），其中DTP骨架中的C = C键的一部分被C = N键取代，并且发现TAP不仅具有与Imines的引入相关的特征性反应性和物理性能，而且在结晶中具有密集的层压结构。这些结果被认为是在利用抗芳族化合物中克服瓶颈中的重要结果，将抗芳族化合物用于光电功能材料，“确保稳定性”和“实现强分子间相互作用”。今年，我们研究了结构修饰以利用晶体的包装结构的效果，以将往年的知识与真正出色的电子功能材料联系起来。结果，我们发现，通过扩展不对称的π结合，它形成了独特的层压结构，例如直到现在在该分子系统中还没有看到的非柱状滑动π堆积类型，而辅助类型的类型和具有较大的重叠分子的辅助类型，并成功地获得了有关Lamamined结构对照的有价值的知识。尽管不可能在此期间内使用实际设备来测量载流子的迁移率或评估物理特性，但在建立大规模合成方法和阐明反应性方面，它已经获得了许多重要知识，而DTP很难，并且可以理解，它为基于抗抗焦点的功能提供了固体途径。