2017 Fiscal Year Annual Research Report
ポルフィリンナノリボンの創製と物性評価
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Atomic Layer Systems |
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16H00909
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 隆行 京都大学, 理学研究科, 助教 (20705446)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ポルフィリン / コロール / 金属錯体 / ジラジカル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新型原子層物質の開拓を目的に、三重縮環コロール二量体の研究を精力的に行い、そのラジカル性に関する重要な知見を得た。三重縮環コロール二量体は、対応するメゾメゾ結合二量体から合成されるが、その金属錯体は酸化反応が進行しないことがわかった。また、弱い酸化剤を作用させるとまず最初にコロールの内部NHが酸化されて2NH型コロール二量体のジラジカルとなり、その後空気下で加熱するとラジカルカップリングが起こり三重縮環体が得られることがわかった。
三重縮環体を還元したのちにガリウム錯化を行うことで対面型の酸素架橋ダイマー構造となることがわかり、その構造をX線結晶構造解析により明らかにした。ここで、コロールに内在するラジカル性は、三重縮環二量体では大きなスピン交換相互作用により閉殻系になっているが、この対面型二量体ではコロールが大きく湾曲し、スピン交換相互作用が弱まりわずかにジラジカル性が発現していることがわかった。これは、分子が構造湾曲によりジラジカル性を発現した興味深い例である。電子共鳴スペクトル、吸収スペクトルや電気化学測定の結果からも、この分子が開殻性を有していることを示していた。また、温度可変磁化率測定の結果、一重項基底のジラジカル分子であることが確かめられた。
比較のため、湾曲のない三重縮環コロール二量体ガリウム錯体や、対面型酸素架橋コロールダイマーケイ素錯体を合成したが、これらの化合物ではラジカル性は見られなかった。
ポルフィリン系原子層の金属基盤上合成では分子デザインと反応条件による反応の差異を調べた。AFMにより数個のポルフィリンが結合した様子を観察することができた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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