フラーレンのσ骨格変換反応による新規筒型π電子系化合物の合成と物性探索

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カーボンナノチューブの部分構造とも考えられる輪状のπ電子系化合物は、合成化学・材料科学・理論化学など多方面から興味がもたれている。しかし、その実現は極めて困難であり報告例は未だ数例に限られている。本研究では、C_<60>の2箇所に巨大な開口部を構築することにより、筒型構造という従来にないナノチューブの最小基本構造を構築し、その構造と物性の相関を明らかにすることを目的としている。今年度の研究では、筒型化合物の合成を達成するため、理論計算を駆使した分子モデリングを行った。開口部の構築において高い位置選択性を実現することを指向し、様々なスペーサ牧を用いた分子の構造最適化を行い、目的とする位置への付加反応が優先的に進行すると期待される構造を見出した。実際に4段階の反応を経て、開口部形成の反応点を含んだスペーサー構造を構築し、更にフラーレンとの付加反応を行うことによってスペーサーを連結したC_<60>誘導体の合成を達成した。今後はこの誘導体に対する加熱あるいは光照射によって開口部形成を試み、筒型開口部を構築し、目的とする筒型π電子系化合物の合成を達成したい。これらの合成を達成した後は、筒型π電子系化合物をホストとしたゲスト分子の取り込みを試みたい。また、有機薄膜太陽電池のアクセプター材料としての性能を明らかにするため、デバイス作製から評価までを自ら一貫して行い、その応用可能性についても追及していく予定である。