2022 Fiscal Year Annual Research Report
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21K14606
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
山門 陵平 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 助教 (90735549)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | インターロック分子 / CT錯体 / 強誘電体材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の情報通信社会の発展に対応するべく、強誘電体の技術革新が求められている。そこで本研究課題では、有機強誘電体材料の一つである電荷移動（CT）錯体型強誘電体に着目し、CT錯体にインターロック構造を導入することで、安定な結晶の作製およびキュリー温度の上昇を目指した。
まず初めに、計算化学を利用した分子設計に基づき、カップリング反応を中心とした有機合成を駆使し、インターロック分子の合成を進めた。ドナーを導入したV字屈曲型π共役系分子と、アクセプターを導入したV字屈曲型π共役系分子を、回転性の高い共有結合である3重結合で連結したインターロック分子の合成を試みたところ、目的のインターロック分子を合成することに成功した。得られた分子の構造は、核磁気共鳴（NMR）スペクトルおよび高分解能質量分析によって同定した。さらに、紫外・可視吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルの測定により、分子内電荷移動錯体の形成を示唆する結果が得られた。これらの結果がいずれも理論計算と一致することも見出している。一方で、単結晶の作製には至らなかった。
インターロック構造に由来した分子内相互作用および分子の配置を明らかにするために、別途合成したモデル化合物を用いて、核磁気共鳴スペクトルの比較を行ったところ、プロトンシグナルのシフトから、分子内におけるπ共役系の近接を確認し、さらには溶液中での運動性についても明らかにした。これらの結果より、研究計画で予想していた結晶中での運動についても、十分に可能であることが示唆された。
その他、目的物のインターロック化合物の合成の過程において、新たにケトインダゾールの新しい合成手法についても発見した。
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