マクロサイクリックTTF系の開発と機能開拓

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11133201
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 貴義 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60270790)
• キーワード: マクロサイクリックTTF / 結晶構造 / LB膜 / イオン認識 / AFM

研究概要

TTF誘導体がフレキシブルなアルキル基等で結合した環状物質に注目して研究を進めている。このような系に期待されることは、(1")"結合部位のフレキシビリティに由来した、TTF部位の空間的な位置制御とそれに伴う新奇物性の発現、(2")"環状部分への金属イオンの包接によるTTF部位の物性制御、あるいは、TTF部位のレドックス制御による金属イオンの包接挙動の制御である。
1.単結晶系におけるTTFの空間位置制御
24員環および30員環を有するマクロサイクリックTTFを合成し、TCNQ系アクセプターとの錯体を作製した。結晶中でドナー分子は2価、すなわちTTF分子は完全電荷移動状態になっていた。TTFが+1価であるため、結晶中ではポリエーテル部分が折れたたまり、いずれの場合もZ型のコンフォメーションを有している。しかしながら、分子内のTTFオーバーラップ形式は異なり、結合部分のフレキシビリティを利用して、TTF部位の重なり制御ができた。
2.マクロサイクリックTTF誘導体単分子膜のイオン認識
単結晶と比較してイオンの出し入れがより容易であると考えられる起薄膜系を、マクロサイクリックTTF誘導体を用いて構築し、膜のイオン認識と構造物性相関について検討した。成膜物質としては2および4鎖型マクロサイクリックTTF誘導体を用いた。いずれの場合も良好なπ-A曲線を与えた。また、下層水のアルカリ金属イオンを添加したところ、イオン濃度に対応したπ-A曲線の変化が観測された。π-A曲線の挙動変化の原因を探索するために、水面上でのBAM(Brustar Angle Microscope)観測および単分子膜をマイカ基板上に写し取ってAFM測定を行った。

研究成果

• [文献書誌] T.Nakamura: "Electrical and Nonlinear Optical Properties of Langmuir-Boldgett Films of Charge Transfer Complexes"Mol.Cryst.Liq.Cryst. 327. 83-86 (1999)
• [文献書誌] T.Yumoto: "Langmuir-Blodgett Films of BEDO-TTF・CF_3TCNQ"Synthetic Metals. 102. 1733-1734 (1999)
• [文献書誌] Y.Abe: "Electronic and Structural Properties of TTF Bisannulated 24-crown-8 Charge Transfer Complexes"Synthetic Metals. 102. 1599-1600 (1999)
• [文献書誌] K.Ikegami: "Optical Characterization of Langmuir-Blodgett Films of AlkylDCNQI and AlkylDCNQI-Cu Compplexes"Synthetic Metals. 102. 1615-1616 (1999)
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Nonlinear Optical Properties of Langmuir-Blodgett Films of Pyrazine-based Dye Molecule"Nonlinear Optics. 22. 127-130 (1999)
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Valance-Modulation-Induced Optical Nonlinearlity of Intermolecular Charge-Transfer Langmuir-Blodgett Films"Nonlinear Optics. 22. 143 (1999)
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Crystal Structure and Optical Properties of Cation Radical Salts of Tetrathiafulvalen Tris-annulated Macrocycles"J.Mater.Chem.. 9. 2737-2742 (1999)
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Turning of Intramolecular π-π Overlap Mode of Tetrathiafulvalene bisannulated Macrocycles in the Open-Shell Electronic State"Chem.Lett.. 132-133 (2000)
• [文献書誌] K.Ikegami: "Structural Change in Langmuir and LB Films of AlkylDCNQI Induced by Charge-Transfer Reaction at the Air-Water Interface"J.Chem.Phys.. 112. 881-886 (2000)