2017 Fiscal Year Research-status Report
分子ダイオードを指向した新規な電位勾配制御能をもつ三元系シクロファンの創出と評価
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16K05693
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
迫 克也 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90235234)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電位勾配 / シクロファン / 分子ダイオード / 三元系 / ドナー・アクセプター系 / TTF / ドナー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、剛直なシクロファン(B)の架橋部にドナー(D)としてTTF類縁体を、アクセプター(A)としてジシアノエチリデン等を、電位勾配制御部(G)として電子供与性・電子求引性部位をシクロファンベンゼンに導入した、ドナー(D)、アクセプター(A)、電位勾配制御部(G) を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G1,G2)-A三元系シクロファンを創製することである。
平成29年度は、ドナー(D)、アクセプター(A)、電位勾配制御部(G) を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G,G)-A三元系シクロファンの前駆体として、電子供与性基としてメトキシ基とドナー(D)としてテトラチアフルバレン（TTF）のhalf-unitである1,4-ジチアフルベン（DTF）を導入したD-B(G,G)-oneシクロファンの選択的合成に成功した。
また、D-B(G,G)-A三元系シクロファンへの前段階として、電子供与性基としてメトキシ基とアクセプター（A）としてテトラシアノエチレン（TCNE）のhalf-unitであるジシアノエチリデン(DCE)を導入したA-B(G,G)-A三元系シクロファンの合成にも成功した。A-B(G,G)-A三元系シクロファンでは、導入した電位勾配制御部の電子求引性基の導入数によって、シクロファンに組み込まれたアクセプター(A)の第一還元電位が制御可能であることが示唆された。
更にD-B(G1,G2)-A三元系シクロファンへの試金石となりうる１つの電位勾配制御部（G）と１つのドナーを導入したD-B(G)-oneシクロファンの選択的合成にも成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電位勾配制御部（G）としてG1、G2に同じ電子供与性基を２つシクロファンベンゼンに組み込んだD-B(G,G)-A三元系シクロファンの前駆体であるD-B(G,G)-oneシクロファンを選択的に合成することができた。また、D-B(G,G)-oneシクロファンへのAの導入過程に応用できるA-B(G,G)-A三元系シクロファンについても合成できており、その物性についても電子供与性基がアクセプター(A)に対して電位勾配制御部として機能することを明らかにし、一部の成果については平成29年度の学会発表において既に報告している。
D-B(G1,G2)-A三元系シクロファンへの試金石となる１つの電位勾配制御部（G）と１つのドナー（D)を導入したD-B(G)-oneシクロファンの選択的合成にも成功した。平成３０年度に予定しているD-B(G1,G2)-A三元系シクロファンの合成について予備的検討を進めているところであり、今後は、計画通り開発を推進していく予定である。研究の進展と発表に関して、当初の計画にほぼ沿っており、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度までに１つのドナー（D)を導入したD-B(G,G)-oneシクロファンの選択的な合成法を確立できたので、ドナー(D)、アクセプター(A)、電位勾配制御部(G)を三次元的に配置した電位勾配制御機能を有するD-B(G,G)-A三元系シクロファンを合成し、更にこの研究計画と並行して、シクロファンベンゼンに電位勾配制御部としてG1、G2に異なる電子供与性基あるいは電子求引性基を導入したD-B(G1,G2)-D三元系シクロファンを合成することを予定している。
また、電解吸収スペクトル測定や酸化還元電位測定により、G1、G2 部の電子供与基・電子求引基の種類と組み合わせが、どのように HOMO、LUMO のエネルギー準位を上昇・下降させ、分子系全体の電位勾配と各ユニット間の電子移動が制御されるかについての評価をする。
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| Causes of Carryover |
当初購入予定であった試薬類の一部が製造中止等により購入することが不可能になったこと、必要な高価な薬品を購入せず安価な原料から合成により供給し節約できたこと、また試薬や溶媒の使用をかなり節約した結果、次年度使用額が生じた。
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