2011 Fiscal Year Research-status Report
ＴＴＦ連結オリゴイミダゾールのらせん型金属錯体を用いたキラル有機導電体の開発
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23750039
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村田 剛志 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 招へい研究員 (40535358)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 有機導電体 / キラリティー / ヘリケート / 合成化学 |
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| Research Abstract |
オリゴイミダゾール類は強い金属配位能を持ち、自己集合過程を経て強固な骨格を有する３重らせん型金属錯体を形成する。一方、テトラチアフルバレン (TTF) 類縁体は、その発見から約半世紀を経てなお有機導電体の研究分野の主役であり、現在も多くの新しい現象が発見され、世界でも権威ある学術誌を賑わしている。本申請研究では、これら２つを組み合わせることによって、らせん形成に基づくキラリティーとTTFが有する酸化還元能や電子輸送能、遷移金属原子の持つ多彩な電子的・磁気的特性が一つの分子内に共存した新しい分子システムの開拓を目指す。さらに、これを固体状態で集積化させることによってキラル電気伝導などの新奇な複合機能を探索・創成する。 本年度は、らせん錯体の配位子となる、イミダゾールの四量体にベンゼン環を介してTTFを連結させた誘導体の合成に成功した。DMF溶液中でのサイクリックボルタンメトリー測定の結果、この分子がTTFと同等の電子ドナー性を有することが明らかになった。また、この分子と様々な遷移金属イオンとの錯体形成を紫外－可視吸収スペクトルを用いた滴定法による評価を行い、この分子が特にニッケル(II)イオンとの間に選択的に二核三重らせん錯体を与えることを明らかにした。この結果は、TTF連結オリゴイミダゾールを用いた電荷移動錯体の合成ならびにその機能発現を検討する上でもっとも基礎的な情報となる成果である。
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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
本研究のターゲット分子の一つであるTTF-クアテルイミダゾール連結分子の合成に成功した。新規分子の合成は本研究課題でもっとも困難が予想される過程である。さらに、合成した分子の酸化還元能や遷移金属イオンとの錯体形成能を明らかにすることができた。これらの結果は、本研究を遂行する上でもっとも基礎的かつ重要な第一歩である。
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| Strategy for Future Research Activity |
合成に成功した分子・金属錯体について、単結晶を用いたＸ線結晶構造解析を行い、錯体自体の構造的情報を得る。特にらせん型錯体の配位環境や錯体内部・外部におけるTTF骨格の相対配置は電荷移動錯体における機能解明を行う上でもっとも重要な情報である。 キラリティーに基づく物性発現を視野に入れ、申請者らが所有するキラルHPLCカラムを用いた光学分割・分取を行う。最適の分割条件は化合物により異なるが、溶媒や濃度などを調整することで分割が可能である。分取した各エナンチオマーについてキラル結晶の作製を行い、結晶構造解析を用いて同定する。また、光吸収スペクトルや磁気的測定 (ESR、SQUID、磁気円二色性スペクトル) を行い、らせん構造やキラリティーと物性の関係を議論する。また、光学分割したヘリケートを化学的あるいは電気的に酸化することでTTF骨格に電荷を注入する。これらについて、溶液あるいは固体状態での光吸収スペクトル、磁気測定、電気伝導度測定を行い、酸化状態における電子状態の解明と、ヘリケートが形成するキラルな空間にTTFを配列したことによる新機能の発現について検討を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
昨年に引き続き新規TTF修飾型オリゴイミダゾールの合成検討を行うので、そのための有機合成用試薬、溶媒及びガラス製実験器具 (消耗品) の購入を予定している。またこれらに加え、電気伝導度測定や磁性測定に必要となる電子部品 (消耗品) の購入を見込んでいる。有機合成や各種物性測定を行う設備は現在すべて使用可能な状態にあり、新規の設備購入は必要としていない。また、本申請研究で得られた成果は、適時国内外の学会や学術論文で発表を行うので、そのための旅費等の費用を見込んでいる。
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