2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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| Project/Area Number |
26102006
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
斎藤 雅一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80291293)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | ヘテラスマネン / トリホスファスマネントリスルフィド / スピロ連結 / アニオン性フェロセン / ジベンゾペンタレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）典型元素に応じたπ面の物性変化の追求：スマネンのベンジル炭素をヘテロ原子に置き換えたヘテラスマネンは、導入する典型元素官能基に応じてπ面の構造や物性が変化する。今回、π面に表と裏の概念を付与した分子であるトリホスファスマネントリスルフィドを金属表面に配列させると、分子のもつ双極子によって生じる電界が金属固有の仕事関数の値を制御することを発見した。また、その一分子電導度を測定した。本成果に関する学会発表に対し、ポスター賞が授与された。また、湾曲したπ面をもつトリチアスマネンを核とした共有結合有機構造体を合成し、硫黄原子の導入の効果と考えられる現象を発見した。さらに、14族元素を架橋原子とし、ヘテラスマネンをスピロ連結した化合物を合成し、その酸化体が安定であること、さらには近赤外領域に電子吸収を示すことを明らかにした。
２）ジアニオン性芳香族配位子を有する金属錯体の合成と物性：既にジアニオン性芳香族化合物であるジリチオスタンノールを配位子として用い、従来の炭素π電子系配位子では合成できないアニオン性フェロセンの合成に成功しているが、今回、この錯体の電子状態を明らかにするべく、メスバウワースペクトルの測定を行った。しかし、鉄原子の電子状態をこれまでの例を参考にしても説明しきれないことがわかった。さらにその磁気的性質を測定したところ、この錯体が単分子磁石として振る舞う可能性が示唆された。電気化学的測定においては、一電子酸化体が安定であることが示唆された。本成果に関する学会発表に対し、ポスター賞が授与された
３）ジベンゾペンタレンを基本骨格とする高分子の合成：典型元素の豊かな反応性を活かして簡便に合成したジブロモジベンゾペンタレンの化学気相成長法及びマグネシウムによる還元反応により、ジベンゾペンタレンを基本骨格とする高分子の合成し、その構造をラマンスペクトル及びSTMにより同定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
典型元素の特性を活かして達成したπ面の表と裏の概念を実験的に検証する試みとして、金属の仕事関数の変化や一分子の電導度の測定に成功したことは当初の目標通りである。一方、トリチアスマネンを核とした共有結合有機構造体及び14族元素を架橋原子としたスピロビヘテラスマネンの合成は当初の目標を超えた成果である。また、典型元素の特性を活かして合成したアニオン性フェロセンは、従来の鉄錯体の化学の範疇を超えた電子的性質をもつ可能性があり、その磁性も単純に説明できるものではなく、かなり予想以上に興味深い結果となりつつある。ジベンゾペンタレンを基本骨格とする高分子は、骨格に五員環を有する高分子として珍しく、今後、その物性の解明には興味がもたれる。以上のような観点から、研究は当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
π面の表と裏を区別することを利用した超分子の創製を目指し、トリホスファスマネントリスルフィドの遷移金属錯体の合成を検討する。また、トリホスファスマネントリスルフィドの単分子膜を作成し、金属の仕事関数を制御させる電界源としての可能性を追究する。14族元素を架橋原子としたスピロビヘテラスマネンの安定な酸化体を利用し、これをホール輸送剤として用いたペロブスカイト型太陽電池を作製する。アニオン性フェロセンの磁気的性質を明らかにし、機能性分子としての可能性を探る。
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