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らせん状グラフェンナノリボン分子の超分子化学

螺旋石墨烯纳米带分子的超分子化学

基本信息

批准号：
18J10155
负责人：
古樫加奈子
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10155/
关键词：
湾曲π共役分子キラリティ大環状分子

项目摘要

本研究では，らせん状グラフェンナノリボン（GNR）分子をはじめとして，らせん性を持つ新奇湾曲π共役分子の合成および構造・物性の解析を行った．ジベンゾクリセン骨格に着目し、これを直鎖状に連結した長鎖らせん状GNR分子の合成を試みた．前駆体であるテトラアリールエチレン3-5量体の合成法を確立し，テトラアリールエチレン3量体の脱水素環化反応によるらせん状GNR分子の形成において，質量分析により目的分子の生成を確認した．種々の反応条件・精製方法や，置換基の変更等の分子設計の見直しを検討したが，過剰反応による低収率などの理由から目的分子の単離・構造決定には至らなかった．らせん状GNR分子の合成を検討する中で，構成単位であるジベンゾクリセンが湾曲したらせん構造を持つことに気づいた．これに着目し，ジベンゾクリセンをシクロアリーレンにおけるパネルとして筒状に連結し大環状化することで，カーボンナノチューブ（CNT）の部分構造となるらせん型有限長CNT分子を合成した．白金錯体経由カップリング反応による大環状化反応では，ジベンゾクリセンが湾曲した構造を持っていることで環化三量体を優先的に得られることを見出した．これにより，従来合成された有限長CNT分子よりも直径が縮小されたらせん型有限長CNT分子を得た．得られた環化ジベンゾクリセン三量体の4種のキラルなアトロプ異性体の単離・構造決定を行った．結晶構造解析により筒状の分子構造とパッキング構造を明らかにした．また，加熱による異性化実験からアトロプ異性体の熱安定性が非常に高いことを見出した．さらにキラル光学特性においてらせん型CNT分子として直径縮小による効果を観察し，その詳細について理論計算と合わせて解析・考察した．以上より，らせん性を持つ新奇湾曲π共役分子の合成・構造解析という目的に沿って構造化学の分野において重要な知見を得ることができた．

In this paper, we study the synthesis, structure and physical properties of GNR molecules. The synthesis of long chain GNR molecules was studied. The synthesis method of precursor 3-5 was established. The synthesis of precursor 3-5 was confirmed by mass analysis. The reaction conditions of species, refining methods, and molecular design of substitution groups are discussed in detail. The reasons for low reaction rates are discussed in detail. The molecular structure is determined in detail. The synthesis of GNR molecules is discussed in detail. The structure of GNR molecules is discussed in detail. The partial structure of CNT was synthesized by the reaction of CNT molecules with finite length. The structure of the platinum complex is characterized by a large cyclization reaction, and the cyclization reaction is characterized by a preferential reaction. The diameter of CNT molecules of finite length was reduced by the synthesis of CNT molecules of finite length. In this paper, four kinds of cyclization and structural determination of the three components of the cyclotrimer were obtained. Crystal structure analysis, cylindrical molecular structure analysis. The thermal stability of the heteromorph is very high when heated. The optical properties of CNT molecules were investigated in detail by theoretical calculation and analysis. The synthesis of molecules, structural analysis and purpose of structural chemistry are important for understanding and understanding.