有機・金属ハイブリッド型可逆多中心多段階多電子酸化還元活性分子群の創製

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15550023
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 小川 智 岩手大学, 工学部, 助教授 (70224102)
• 研究分担者: 木村 毅 岩手大学, 工学部, 助教授 (70241784) ; 吉本 則之 岩手大学, 工学部, 助教授 (80250637)
• キーワード: ヘテロ元素 / メタラサイクル / メタロセン / 複素5員環 / 7π電子系 / 有機・金属ハイブリッド / 酸化還元系 / 電子移動システム

研究概要

本研究では、前周期遷移金属あるいは典型金属元素を含む安定5員環メタラサイクル分子群を合成し、酸化還元活性ヘテロ元素含有複素5員環分子群への高効率変換を行い、さらにメタロセンとの複合化により電気化学活性ハイブリッド分子群を創製すること目的とする。すなわち、含カルコゲン複素5員環分子群をメタロセン骨格に結合あるいは縮合し、複素5員環部位に発生する新規な7π電子系を利用した可逆1中心1段階1電子酸化還元系を、生来、酸化還元活性な金属中心を持つメタロセン類に複合化することにより、有機・金属ハイブリッド型可逆多中心多段階多電子酸化還元系を創製しようとするものである。さらに集積化により、最終的には、多中心多段階多電子移動システムを構築し、分子一つに多機能を持たせるというものである。本研究計画を実施するにあたり、専門を異にする研究者が有機的連携をはかることにより、効率的な課題達成の実現を狙った。すなわち、研究代表者の小川が主として合成に携わり、分担者の木村が構造解析を行い、その後、分担者の吉本が物性評価を実施するという連携である。具体的には、平成15年度は、ジカルコゲナメタラサイクル類の合成を小川が担当し、標的分子群の高効率合成を実現するための中間分子群を、申請者が開発した独自経路で、その合成を実施した。ジカルコゲナメタラサイクル類の構造決定は、木村が担当し、融点、赤外吸収スペクトル、紫外可視吸収スペクトル、核磁気共鳴、質量分析、元素分析、およびX線構造解析により実施した。ジカルコゲナメタラサイクル類の物性評価は、吉本、小川が担当し、構造決定後の分子群は、その電気化学的特性を評価するため、サイクリックボルタンメトリーの測定が行なわれ、目的の酸化還元特性の発現が確認された。現在までに得られた、新規な知見は、研究発表欄に記載した論文等で発表した。

研究成果

• [文献書誌] T.Kimura, M.Hanzawa, S.Ogawa, R.Sato, T.Fujii, Y.Kawai: "Preparation, Structure, and Optical Properties of Chiral Sulfoxides and Disulfoxide Bearing a Trithiole Ring"Heteroatom Chemistry. 14・1. 88-94 (2003)
• [文献書誌] N.Nagahora, S.Ogawa, S.Yoshimura, Y.Kawai, R.Sato: "Design of Reversible Low Redox Potential Systems Using Five-membered Trichalcogenaheterocycles Containing Heavy Chalcogens ; Sulfur, Selenium, and Tellurium"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76・5. 1043-1054 (2003)
• [文献書誌] N.Yoshimoto, K.Ogawa, S.Ogawa: "Magnetic Field Effects on Electrochemical Properties of Self-assembled Monolayers with Charge-transfer Groups"IEEE Trans.Appl.Superconductivity. (in press). (2004)
• [文献書誌] N.Yoshimoto, T.Stato, Y.Saito, S.Ogawa: "Epitaxial Relationships of para-Sexiphenyl Thin Films on Alkali Halide Substrates"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (in press). (2004)
• [文献書誌] S.Kobayashi, T.Nishikawa, T.Takenobu, S.Mori, T.Shimoda, T.Mitani, H.Shimotani, N.Yoshimoto, S.Ogawa, Y.Iwasa: "Control of Carrier Density by Self-assembled Monolayer in Organic Field Effect Transistor"Nature Material. (in press). (2004)