酸素分子シンクロナイゼーションの構築

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11167273
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 山元 公寿 慶応義塾大学, 理工学部, 助教授 (80220458)
• Keywords: ポリアニリン / 酸素分子 / プロトン輸送 / 電子移動 / レドックス

Research Abstract

本研究ではプロトン内蔵π共役高分子錯体の、1段階多電子移動とシンクロしたプロトン移動過程の解明と新しい電子-プロトンシンクロナイゼーションを構築して呼吸類似反応を引き起こす材料の開発を目指し、研究を推進した。以下に今年度の成果について述べる。
1.プロトン内蔵π共役高分子の多電子過程の解明
連続的な電子移動にシンクロしたプロトン輸送の生起には、酸化還元(電子移動)にともないプロトンを可逆的に吸脱着し、しかも導電構造が必要である。安定なレドックス応答性を示すπ共役高分子として自己ドープ型ポリアニリン誘導体を選択した。例えばカルボキシ置換基を導入して、中性に近い条件下でも安定で可逆な酸化還元電位応答を示すポリアニリン誘導体の合成に成功した。
2.一段階多電子移動にシンクロしたプロトン輸送系の構築
ポリアニリンと接近した酸化還元電位をもつμ-オキソ錯体が、ポリアニリン連鎖状に配列した錯体集積場では酸素分子が多量に取り込まれ、電子移動にシンクロした連続的なプロトン輸送により酸素4電子還元が選択的かつ効率よく進行する。単核のCoTMPP 錯体が高密度(1.77×10^<-8>mol/cm^2) に存在するPCAn 高分子薄膜は酸素4電子還元(n=3.9)を進行させた。さらに、2電子還元で生成するH_2O_2を検出できる回転リングデイスク測定により、95%以上の高選択性で酸素4電子還元の進行が裏付けられた。酸素分子シンクロナイゼーションを構築する足掛かりを得た。

Research Products

• [Publications] K. Yamamoto et al.: "Synthesis and Characterization of Nickel Dithiocarbamate Complexes Bearing Ferrocenyl Subunits"Chem. Eur. J.. 5. 3193-3201 (1999)
• [Publications] K. Yamamoto et al.: "A Self-doped Oligoaniline with Stable 2 Redox couples in Wide pH Range"Mrcromol. Chem. & Phys.. 201. 6-11 (2000)