アニオン性有機共有結合フレームワークの3次元精密構築と機能化

点击翻译按钮获取中文摘要

正方形有機分子をスピロボレート架橋により直交しながら連結することで形成されるアニオン性有機共有結合フレームワークは、高い結晶性と熱安定性をもち、3次元性の細孔空間と負電荷を帯びたフレームワークによる特異的な吸着物性、ガス分離能、イオン交換能が期待される。第一段階として、正方形有機分子の候補であるヘテロ[8]サーキュレン誘導体の合成再現と収率向上を目的とした合成方法の探索を行った。アルコキシ基の長さと溶解性の関係の調査、および各反応段階の収率向上を目指した反応条件検討により、目的とするヘテロ[8]サーキュレンの良好な合成方法の確立に成功した。並行して、ヘテロ原子ではなくカルボニル部位を複数もつ[8]サーキュレン誘導体の合成を検討した。合成検討の途中で、カルボニル源の種類によって反応生成物が異なることを発見した。NMRやX線結晶構造解析による構造決定を経て、予期しない4員環形成反応が進行していることを明らかにした。4員環のない[8]サーキュレン誘導体を選択的に得ることもできており、4員環が芳香族化合物にもたらす電子的影響を紫外可視吸収スペクトルやサイクリックボルタンメトリー測定によって詳細に明らかにした。遷移金属を用いずに芳香族化合物に4員環を導入できる反応は限られており、新たな高ひずみ芳香族化合物の合成法として応用が期待される。