拡張一次元π電子系を有する共有結合チューブ分子の合成と機能解明

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究課題は、共有結合チューブ分子-ゲスト分子間の特異的パイ空間における相互作用解明を最終目標として設定し、合目的的分子設計に則った新奇な拡張一次元パイ電子系を有する共有結合チューブ分子の合成を計画した。当該年度では、芳香族ジイミド類の中で最小単位であるピロメリットジイミドが直交する二つの反応点を有することに着目して適切な構造修飾を行い、1)大環状構造における一次元パイ電子系の構築、及び2)ピロメリットジイミドを基盤としたパイ電子系化合物の特異な自己凝集力の発現、を達成した。以下にその概要を説明する。まず、先に開発したピロメリットジイミドを基盤とした大環状化合物に一次元パイ電子系を導入して光・電気化学的機能発現を検討した。大環状構造への一次元パイ電子系の導入、すなわち空孔の構築は標的共有結合チューブ分子を開発する上で必須の克服課題である。環化縮合反応とパラジウム触媒を用いたカップリング反応で一次元パイ電子系の構築に成功し、各種測定及び理論計算で当該分子の基礎物性を明らかにした。次に、開発した合成ルートを非環状ピロメリットジイミド誘導体の合成に適用し、n型半導体特性を有する新奇パイ電子系化合物の開発を試みた。合成したパイ共役系ピロメジットジイミド誘導体はパイ電子系の導入に伴って蛍光特性を発現するだけでなく、特異な自己凝集力を有することを詳細なX線構造解析及び理論計算によって明らかにした。本特性は、新奇有機トランジスタ材料開発へのパイ共役系ピロメリットジイミド誘導体の有用性を示唆するものである。