新規球状π共役分子の有機合成研究

新型球形π共轭分子的有机合成研究

基本信息

批准号：
22KJ2284
负责人：
加納春華
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ゲスト分子の取り込み可能なサイズの内部空間をもつケージ状分子を合成する戦略として，通常は合成の容易さから超分子法や金属配位が用いられることが多い。しかしながら可逆的な弱い相互作用を用いて構築するケージ状化合物は溶媒などの外部環境によっては安定性を保つことが難しい。本研究では超分子的相互作用より強固である共有結合からなるケージ状分子の合成に挑戦した。広いπ共役系を有するお椀型分子のコラニュレンを鍵出発物質として対面型二量体にすることで，ボトムアップ的に球形ナノカーボンを短工程で構築し，分子設計自由度の高いケージ状分子を合成できた。本ケージ状分子をc-cageと名付けた。c-cageは修飾位置の違いによるラセミ体とメソ体が約1：1の混合物として得られた。本研究ではこれまでに，コラニュレンケージの合成法の確立，ラセミ体とメソ体の分離法の確立，単結晶エックス線構造解析による構造の確定，ラセミ体の光学分割，内包可能な分子の調査，内包分子に依存する物性の探索，キロプティカル特性の測定を行った。共有結合によって構築したケージ状化合物は化学的に安定であるため，内包分子の化学変換やケージそのものの誘導体化が期待できる。また，熱分析から高温でケージ分子が分解するまでゲスト分子はケージ中に保たれることがわかった。内部に取り込まれた分子はバルクの状態とは異なり孤立した(自己同士の相互作用のない)状態にあるため，今後赤外分光測定などで結合の状態の解析をする。さらに，P体M体を光学分割したエナンチオピュアなc-cageの円偏光発光 (CPL) などのキロプティカル物性を検討した。有機物としては比較的大きな異方性因子g値が得られた。

超分子的方法和金属配位通常用作合成笼子样分子的策略，其内部空间尺寸的内部空间允许由于易于合成而掺入来宾分子。但是，在某些外部环境（例如溶剂）中，使用弱可逆相互作用构建的类似笼子的化合物很难保持稳定性。这项研究挑战了由比超分子相互作用强的共价键组成的笼子样分子的合成。通过使用colanulene，一个具有较宽的π偶联系统作为面对面二聚体作为关键起始材料的碗形分子，以自下而上的方式在短过程中构建了球形纳米碳，并在分子设计中具有高度自由度的笼子样分子构建。该笼子样分子称为c笼。由于修饰位置的差异，C-cage作为cage的混合物和大约1：1的混合物。在这项研究中，我们建立了一种合成colanulene笼子的方法，建立了一种分离种族群体和介体的方法，通过单晶体X射线结构分析，对种族的光学分辨率，研究了封装分子，搜索依赖于包含封装分子和测量的物质的物理特性。由于通过共价键构建的笼子样化合物在化学上是稳定的，因此可以预期它们将其化学转化为封装的分子并衍生成笼子本身。热分析还表明，将客人分子保存在笼子中，直到在高温下分解的笼子分子为止。与散装状态不同，内部内部的分子在孤立的状态中（在自身之间没有相互作用）中，因此将来将使用红外光谱法分析结合状态。此外，我们研究了Kiroptical特性，例如对映射C型盘的圆极化光发射（CPL），该特性由P形M-Mody在光学上解析。作为有机物获得了相对较大的各向异性因子G值。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Novel Conjugative Covalent Molecular Cages Based on Corannulene

基于Corannulene的新型共价共价分子笼

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Haruka Kano;Hiroko Yamada;Naoki Aratani
通讯作者：
Naoki Aratani

A Series of Soluble Planar Oligorylenes up to Hexarylene

一系列可溶性平面低聚亚萘基直至六亚芳基

DOI：
10.1002/cjoc.202200692
发表时间：
2023
期刊：
Chinese Journal of Chemistry
影响因子：
5.4
作者：
Fujita Ryuichi;Yoshida Shoko;Kano Haruka;Matsuo Kyohei;Hayashi Hironobu;Yamada Hiroko;Aratani Naoki
通讯作者：
Aratani Naoki

Synthesis and Chiroptical Properties of Corannulene Cages

Corannulene笼的合成及手性光学性质