網目状およびカゴ状炭素同素体の構造ユニットの合成

最近、フラーレンやナノチューブなどの新しいかたちの炭素同素体の発見に伴い、新しい構造ユニットからなる炭素同素体の合成が注目されている。本研究はこれらの内、特に網目状構造の構成ユニットであるヘキサエチニルベンゼンと、カゴ状構造の構成ユニットとみなせるペンタエチニルシクロペンタジエニド-金属錯体をとりあげ、それらの効率的合成法を開発することを目的として行ったものである。1.網目状炭素骨格を合成する際に一挙にアセチレン末端のカップリングを行うと、反応は規則的には進行しない。したがって、ある程度カップリングを段階的に行わせるために,アセチレン末端に異なる保護基を導入する必要がある。この観点から本研究では脱保護時の反応性が大きく異なる3種の保護基を有するヘキサエチニルベンゼン誘導体を合成した。すなわち、テトラハロシクロペンタジエノンアセタールに対して、二種のエチニル基を逐次導入したのち脱保護よりテトラエチニルシクロペンタジエノンとし、アセチレン誘導体との[4+2]付加と脱カルボニル化によりベンゼン骨格とした。最後に官能基変換することにより第三のエチニル基を導入し、目的の化合物を合成した。2.テトラエチニルシクロペンタジエノンからは光化学反応により、テトラエチニルシクロブタジエンやテトラエチニルテトラヘドランといった新しい炭素構造ユニットが合成できる可能性があるので、現在この点について検討している。3.カゴ状構造の合成については、テトラエチニルシクロペンタジエノンとエチニルアニオンとの反応により五つのエチニル基をもつシクリペンタジエノールの段階まで合成が完了した。しかし現在のところ、これからの金属錯体の合成には成功していない。

最近、フラーレンやナノチューブなどの新しいかたちの炭素同素体の発見に伴い、新しい構造ユニットからなる炭素同素体の合成が注目されている。本研究はこれらの内、特に網目状構造の構成ユニットであるヘキサエチニルベンゼンと、カゴ状構造の構成ユニットとみなせるペンタエチニルシクロペンタジエニド-金属錯体をとりあげ、それらの効率的合成法を開発することを目的として行ったものである。1.網目状炭素骨格を合成する際に一挙にアセチレン末端のカップリングを行うと、反応は規則的には進行しない。したがって、ある程度カップリングを段階的に行わせるために,アセチレン末端に異なる保護基を導入する必要がある。この観点から本研究では脱保護時の反応性が大きく異なる3種の保護基を有するヘキサエチニルベンゼン誘導体を合成した。すなわち、テトラハロシクロペンタジエノンアセタールに対して、二種のエチニル基を逐次導入したのち脱保護よりテトラエチニルシクロペンタジエノンとし、アセチレン誘導体との[4+2]付加と脱カルボニル化によりベンゼン骨格とした。最後に官能基変換することにより第三のエチニル基を導入し、目的の化合物を合成した。2.テトラエチニルシクロペンタジエノンからは光化学反応により、テトラエチニルシクロブタジエンやテトラエチニルテトラヘドランといった新しい炭素構造ユニットが合成できる可能性があるので、現在この点について検討している。3.カゴ状構造の合成については、テトラエチニルシクロペンタジエノンとエチニルアニオンとの反応により五つのエチニル基をもつシクリペンタジエノールの段階まで合成が完了した。しかし現在のところ、これからの金属錯体の合成には成功していない。