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ナノ空間内でのビルドアップ型の合成反応による超効率的分子デバイスの作製

研究課題

研究課題/領域番号 22685011
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 合成化学
研究機関京都大学

研究代表者

寺尾 潤  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00322173)

研究期間 (年度) 2010 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2011年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2010年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワードシクロデキストリン / 分子エレクトロニクス / ポルフィリン / クロスカップリング反応 / 園頭共重合反応 / 分子ワイヤ / ロタキサン / ジアリールエテン
研究概要

本研究では、機能性部位をπ共役鎖内により数多く導入することにより、外部刺激による応答性を向上させた分子デバイスの作製を目指し、本手法の鍵となる被覆型共役モノマーの合成及び種々の機能性分子との園頭共重合反応による被覆型機能性分子ワイヤの合成を行った。また、ナノ電極間での共重合反応による分子配線を試みた。既存法により合成した完全メチル化α-シクロデキストリン(PM α-CD)モノトシラートから5段階を経て、総収率42%で両端にアルキニル基を有する被覆型共役モノマーを合成した。次に、この被覆型共役モノマーと両端にハロゲン基を有する機能性分子であるポルフィリン、ジアリールエテンとの薗頭共重合反応を行うことにより、被覆型機能性分子ワイヤの合成を行った。得られた各分子ワイヤに対して分光及び電荷移動度測定を行ったところ、それぞれの機能性部位に由来する特性が確認された。次に、フォトクロミズムによりスイッチング機能を有する機能性分子を用いた分子デバイスの作製を試みた。20nmのギャップを持つ金電極をパラ位にエチニル基を有するジフェニルジセレニド溶液に浸漬させ、電極表面に重合反応部位を導入した。次に、得られた修飾電極を洗浄後、量論量の被覆型共役モノマーと機能性分子の入った溶液に浸漬させ、薗頭共重合反応を行った。反応終了後に得られた電極を313nmの紫外光照射下で電流値を測定したところ、電流値の増加が見られ、本手法による分子結線に成功した。以上、本研究では、共重合反応による分子配線法での結線を目指し、被覆型共役分子として2種類の連結型[3]ロタキサン及び、機能性分子としてポルフィリン誘導体、ジアリールエテン誘導体の合成に成功し、これらの分子を用いて、共重合反応による分子配線法による結線にも成功した。

報告書

(1件)
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Highly Insulated Molecular Wires by Polymerization of Organic Soluble Linked Symmetrial [3]-Rotaxane as a Monomer2010

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao, Susumu Tsuda, Keisuke Tsurui, Nobuaki Kambe
    • 雑誌名

      Macromolecular Symposia

      巻: 297 ページ: 54-60

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Linked Symmetrical [3]Rotaxane Having an Oligomeric Phenylene Ethynylene Unit as a π-Guest via Double Sonogashira Cross-coupling2010

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao, Akihisa Wadahama, Tetsuaki Fujihara, Yasushi Tsuji
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: 39 ページ: 518-519

    • NAID

      10027180767

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and characteristic control of conducting polymer/metal oxide nano-hybrid films for solar energy conversion2010

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tachibana, Satoshi Makuta, Yasuhide Otsuka, Jun Terao, Susumu Tsuda, Nobuaki Kambe, Susumu Kuwabata
    • 雑誌名

      Ceramic Engineering and Science Proceedings

      巻: 30 ページ: 35-49

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 被覆型分子ワイヤの合成と分子エレクトロニクス材料への応用2010

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      第4回日本化学会関東支部大会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス(招待講演)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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