2014 Fiscal Year Annual Research Report
分子三脚を起点とする表面逐次カップリング反応による機能性単分子膜の創製
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24550155
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
北川 敏一 三重大学, 工学研究科, 教授 (20183791)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 克幸 三重大学, 社会連携研究センター, 准教授 (80208793)
岡崎 隆男 三重大学, 工学研究科, 准教授 (90301241)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | アダマンタン / 分子三脚 / 自己組織化単分子膜 / 薗頭カップリング / フェロセン / TEMPO / サイクリックボルタンメトリー / イオン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、アダマンタン骨格をコアにもつ分子三脚がAu基板表面に吸着して形成される自己組織化単分子膜(SAM)を起点として、基板上での連続クロスカップリング反応により分子の伸長を検討して来た。平成26年度の結果は以下の通りである。
１．SAM上での逐次薗頭カップリング反応の収率向上の検討
これまでの反応検討ではSAM上での連続カップリングの収率が良好でなかったが、その原因として、触媒活性種の溶解度が低いことが考えられた。SAM上での合成では反応基質分子が基板に固定されているため、触媒が溶解して基板表面に到達することが重要であり、この条件の改善が期待できる溶媒としてイオン液体2-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドを用いてSAM上のヨードフェニル基末端に対するエチニルフェロセンの薗頭カップリングを行った。しかし、得られたSAMのサイクリックボルタンメトリーにより求めた反応収率は59％であり、これまでのトリメチルアミン溶媒中での反応(77％)以上の収率には至らなかった。
２．単分子膜上での薗頭カップリングによる安定ラジカルTEMPOのSAMの作製
上部にp-ヨードフェニル基を持つアダマンタン分子三脚のSAMに対し、エチニル基をもつTEMPOを薗頭カップリングで結合した。結合したTEMPOをサイクリックボルタンメトリーで定量することにより、エチニルフェロセンとのカップリング反応と同様に良好な収率で反応したことが確認された。一般にTEMPOはSH基により還元されてしまうため、SAM作製前に溶液中で同じ分子を合成することは不可能であり、このタイプのSAMを作製するために本課題で開発したSAM上での薗頭反応が有用であることが示された。
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