反芳香族配位子を用いた金属錯体触媒の開発と反応性解明

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本年度中には、反芳香族配位子の合成、構造決定、物性測定を行った。電子受容性の高いポルフィリン異性体を基本骨格とし、核置換（ピロール環の窒素を別のヘテロ原子に置き換える手法）した化合物を合成した。また、得られた化合物について、X線結晶構造解析による構造決定、NMR、各種光化学測定、電気化学測定による物性解明を行った。合成においては、複数の前駆体からの合成を試みた。前駆体の組み合わせによって、いくつかの核置換ポルフィリノイドの合成に成功した。単結晶X線結晶構造解析から、導入したヘテロ原子の種類と数によって非平面構造をとる場合と平面になる場合があることがわかった。NMRによる実験的観測と理論化学計算による予測から、得られた平面構造の化合物が確かに反芳香族性であることを明らかにした。電気化学測定と分光測定を組み合わせた解析の結果、２段階の可逆な酸化過程が観測され、反芳香族と芳香族を可逆にスイッチングできることが分かった。これは配位子の酸化還元を利用する触媒において非常に重要な特徴であり、今後の研究において反芳香族分子を金属錯体の配位子として用いることで、酸化還元活性配位子として利用できることを示している。金属錯化については、主に第4周期の遷移金属の塩を用いて反応を試みたが、これまでのところ単離には成功していない。空気中では酸化されるような挙動が観測されているため、今後は配位子や金属の種類とともに反応条件の最適化を行う。