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新しい電子伝達系の設計と応用の一環として、可逆的酸化還元能を持つビオロゲンをとりあげ、分子内に異なった機能団を適当なスペ-サ-を介して導入することにより新たに複合機能をもつ電子伝達系を構築し、さらにその高分子化により材料化への応用を図った。まず、アゾ基、置換ベンゾフェノン、ジヒドロニコチンアミド(NAH)、クラウンエ-テル(CE)などの機能団をもつ多機能性ビオロゲン誘導体およびこれらの構造をもつ高分子を合成した。これら多機能性ビオロゲン誘導体において、機能団同志の分子内相互作用により、分子間ではみられない種々の新たな機能が見いだされた。ベンゾフェノン、NAH構造をもつビオロゲン誘導体ではビオロゲン部分を電子受容体とする電荷移動錯体が形成され、分子間では起こり得ない官能基間電子リレ-が可能となり、従来報告例のない、非プロトン性有機溶媒中でのビオロゲンの光還元が進行した。アゾ基をもつ誘導体では、両機能団のプロピレン鎖で結合すると最もスタッキングに有利なコンホメ-ションを取り得ること、その近接効果により分子内電子リレ-が大きく加速され、しかも電子移動方向がpHにより制御されることが明らかとなった。また、CE構造をもつ誘導体では効率よく異相間での電子移動が進行した。さらに、種々の機能団を持つ多機能性ビオロゲン誘導体で特異な分子内電子移動が見られた知見に基づいて、その高分子化を検討した。まずビニル基がビオロゲン、アゾベンゼン、置換ベンゾフェノン等の機能団に直接結合した新規ビニルモノマ-を合成し、その共重合により機能団が隣接ししかもポリマ-主鎖に直結した高分子を合成した。共重合体において、官能基間の相互作用が低分子に比べ増大し、高分子場という特異な反応場におかれることにより、低分子あるいは分子間ではみられない種々の新しい酸化還元挙動が新たに見いだされ、材料化につながる知見が得られた。
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