高周期元素の超原子価状態に基づく拡張π共役系の構築と機能材料応用

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・π共役系骨格を有する超原子価ビスマス化合物のLewis酸性と刺激応答性の評価研究員は昨年度の研究にて、第6周期15族元素のビスマスとπ共役系骨格であるアゾベンゼンを用いて新奇超原子価ビスマス化合物の合成に成功している。本年度では、中心元素であるビスマスのLewis酸性を実験的および量子化学計算の観点から評価し、先行研究の超原子価スズ化合物との比較を行った。その結果、超原子価化合物の刺激応答性において、Lewis酸性の強弱だけでなく中心元素の立体的な効果が優位に作用することを明らかにした。これは、さらなる刺激応答性分子を設計する上で重要な知見となると考えられる。・超原子価ビスマスの刺激応答性を起点としたπ共役系骨格の分解性の制御近年、分解性を有するπ共役系骨格として、イミン構造が分解性高分子の設計として注目されている。一方で、イミン構造は意図しない加水分解によって分解してしまうため、分解性の制御に向けたさらなる設計が求められている。研究員は超原子価ビスマスの刺激応答性によって、任意のタイミングで分解点の保護及び脱保護が可能なπ共役系分子の合成に取り組んだ。その結果、イミン骨格を有する超原子価ビスマス化合物の合成に成功し、加水分解への耐性を付与することにも成功した。また、弱い酸性条件に付すことで容易に分解することも確認され、新たな分解性プラスチック材料の設計指針になることが期待される。