[60]フラーレンを主鎖に含む色素多連子の精密有機合成およびその物性評価

[60]フラーレン(C60)は,次世代分子デバイスを構築する上で有利な条件を兼ね備えた物質の一つであるが,その有機合成化学は未だ体系化されていない分野である.C60の機能をより自在に制御するためにC60の官能基化反応は必須であるが,これは同時にC60の全共役性を崩す反応でもある.加えて,C60近傍にある官能基の反応は,溶解性や立体障害などの影響により思い通りに進行しないことが殆どである.上記の課題を考慮し,本研究ではC60のシクロプロパン化反応,ならびにシクロコプロパン環上に導入されたホルミル基の化学変換反応に着目した.シクロプロパン環橋頭位炭素のsp2性のため,シクロプロパン化反応は,C60の化学修飾法のなかでも元来の性質に最もダメージを与えない手法である.また,ホルミル基はシクロプロパン化C60合成において無保護で導入でき,そのまま他分子との連結反応に利用できる唯一の官能基である.昨年度までの研究により,シクロプロパン化C60に導入したホルミル基はWittig反応の基質として利用可能であることを明らかにしている.そこで本年度,共役リンガーで2つのリンイリド源を架橋した分子とホルミル基を有するシクロプロパン化フラーレンとのWittjg反応を行なった.その結果,単純なリンイリドを用いた場合と比較して収率が低下するものの,目的とするWittig反応が進行し,2つのC60が共役リンカーで連結されたC60ダイマーが得られた.これまでにC60ダイマーならびにオリゴマーについては幾つかの報告例があるが,今回合成された化合物は構成要素にヘテロ原子を含まぬ数少ない例の一つであり,また,純粋に有機合成化学的手法のみからなる珍しい合成例の一つでもある.シクロプロパン環橋頭位炭素が部分的なsp2性を持つことを考えると,二つのC60の間には少なからぬ軌道の相互作用が存在することになり,その物性に興味が持たれるとともに様々な応用が期待される.

[60]フラーレン(C60)は,次世代分子デバイスを構築する上で有利な条件を兼ね備えた物質の一つであるが,その有機合成化学は未だ体系化されていない分野である.C60の機能をより自在に制御するためにC60の官能基化反応は必須であるが,これは同時にC60の全共役性を崩す反応でもある.加えて,C60近傍にある官能基の反応は,溶解性や立体障害などの影響により思い通りに進行しないことが殆どである.上記の課題を考慮し,本研究ではC60のシクロプロパン化反応,ならびにシクロコプロパン環上に導入されたホルミル基の化学変換反応に着目した.シクロプロパン環橋頭位炭素のsp2性のため,シクロプロパン化反応は,C60の化学修飾法のなかでも元来の性質に最もダメージを与えない手法である.また,ホルミル基はシクロプロパン化C60合成において無保護で導入でき,そのまま他分子との連結反応に利用できる唯一の官能基である.昨年度までの研究により,シクロプロパン化C60に導入したホルミル基はWittig反応の基質として利用可能であることを明らかにしている.そこで本年度,共役リンガーで2つのリンイリド源を架橋した分子とホルミル基を有するシクロプロパン化フラーレンとのWittjg反応を行なった.その結果,単純なリンイリドを用いた場合と比較して収率が低下するものの,目的とするWittig反応が進行し,2つのC60が共役リンカーで連結されたC60ダイマーが得られた.これまでにC60ダイマーならびにオリゴマーについては幾つかの報告例があるが,今回合成された化合物は構成要素にヘテロ原子を含まぬ数少ない例の一つであり,また,純粋に有機合成化学的手法のみからなる珍しい合成例の一つでもある.シクロプロパン環橋頭位炭素が部分的なsp2性を持つことを考えると,二つのC60の間には少なからぬ軌道の相互作用が存在することになり,その物性に興味が持たれるとともに様々な応用が期待される.