電位入力型ON/OFF機能の付与された双安定性分子ジャンクションの創成

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K21184
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鈴木 孝紀 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70202132)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2023-03-31
• キーワード: 分子ジャンクション / 動的酸化還元系

研究実績の概要

「電位入力型ON/OFF機能の付与された双安定性分子ジャンクションの創成」に関する本研究課題では、電気化学的双安定を持つ分子の探求が必要であり、本年は新規物質開発とあわせ、これまで合成された分子群の特性を集約する網羅的な調査を行って、２つの総説論文を発表した。1) "Redox-active Tetraaryldibenzoquinodimethanes," Y. Ishigaki, K. Sugawara, T. Tadokoro, Y. Hayashi, T. Harimoto, T. Suzuki, Chem. Commun. (Feature Article) 2021, 57, 7201-7214 [DOI: 10.1039/D1CC02260A]. 2) "9,9'-Bi(xanthene)-Type Hexaphenylethane Derivatives as Advanced Organic Electrochromic Systems", T. Suzuki, Y. Ishigaki, M. Takata, J. Nishida, T. Fukushima, Heterocycles 2021, 102, 419-450 [DOI: 10.3987/REV-20-938].
また、分子内に２つの動的酸化還元系骨格を持つ5,7,12,14-テトラキス（ジアリールメチレン）ペンタセンを合成し、最大で＋4価のテトラカチオンとなるその分子のジカチオン状態を単離して特性調査を行った。動的酸化還元骨格の一方は完全な中性型、もう一方完全なジカチオン型としての特性を示し、その状態にて電子交換が起こらないことを確認できたことは、電位入力型ON/OFF機能に不可欠な特性を実証できたことを示すものである。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

分子ジャンクションにON/OFF機能は、国立シンガポール大学/トゥウェンテ大学のC.A.Nijhuis教授との国際共同研究として実施中である。

今後の研究の推進方策

分子薄膜の両面に電極が接合された分子ジャンクションは、エレクトロニクスの高速化とダウンサイジングに不可欠な将来的技術であり、薄膜を構成する分子の導電性が外部刺激によって変化するよう設計された本研究提案の成果を論文発表する計画である。

研究成果

• [国際共同研究] 南京大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 南京大学
• [国際共同研究] リヨン大学(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: リヨン大学
• [国際共同研究] 国立シンガポール大学(シンガポール)
  • 国名: シンガポール
  • 外国機関名: 国立シンガポール大学
• [国際共同研究] トゥウェンテ大学(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: トゥウェンテ大学
• [雑誌論文] 9,9'-Bi(xanthene)-Type Hexaphenylethane Derivatives as Advanced Organic Electrochromic Systems (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takanori、Ishigaki Yusuke、Takata Masaki、Nishida Jun-ichi、Fukushima Takanori
  • 雑誌名: HETEROCYCLES 巻: 102 ページ: 419～419
  • DOI: 10.3987/REV-20-938
• [雑誌論文] 5-Arylidenetetronate as a Versatile Electrophore for Pi-Extended Electron Acceptors (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takanori、M?debielle Maurice、Hayashi Yuki、Ishigaki Yusuke、Merad J?r?my
  • 雑誌名: HETEROCYCLES 巻: 103 ページ: 165～165
  • DOI: 10.3987/COM-20-S(K)2
• [雑誌論文] [1,2,5]Chalcogenadiazole-fused Dicyanonaphthoquinodiimines: Larger Contribution from Chalcogen Bond than Weak Hydrogen Bond in Determining Crystal Structures (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki Yusuke、Asai Kota、Shimajiri Takuya、Suzuki Takanori
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 50 ページ: 1184～1187
  • DOI: 10.1246/cl.210095
• [雑誌論文] Redox-active tetraaryldibenzoquinodimethanes (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki Yusuke、Sugawara Kazuma、Tadokoro Tomoki、Hayashi Yuki、Harimoto Takashi、Suzuki Takanori
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 57 ページ: 7201～7214
  • DOI: 10.1039/D1CC02260A
• [雑誌論文] Generation of hydroxyl radical-activatable ratiometric near-infrared bimodal probes for early monitoring of tumor response to therapy (2021)
  • 著者名/発表者名: Wu Luyan、Ishigaki Yusuke、Zeng Wenhui、Harimoto Takashi、Yin Baoli、Chen Yinghan、Liao Shiyi、Liu Yongchun、Sun Yidan、Zhang Xiaobo、Liu Ying、Liang Yong、Sun Pengfei、Suzuki Takanori、Song Guosheng、Fan Quli、Ye Deju
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: －
  • DOI: 10.1038/s41467-021-26380-y
• [学会発表] 構造有機化学からバイオセンサーへ、癌治療へ (2021)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝紀
  • 学会等名: 有機合成化学夏季セミナー（関西支部）
• [学会発表] "“刺激的”な有機合成化学： 電気化学刺激応答性を利用した 単一分子メモリへの挑戦" (2021)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝紀
  • 学会等名: CSJフェスタ