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2015 年度 実績報告書

複素五員環を連結させた酸化還元感応性分子の集積と機能化

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 15H00954
研究機関首都大学東京

研究代表者

西長 亨  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (30281108)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード分子導体 / オリゴマー / ラジカルカチオン / πダイマー
研究実績の概要

チオフェン(T)とN-メチルピロール(P)をα位で連結させ、メトキシ基の導入により高いラジカルカチオンの安定性とπダイマー形成能を示すTPT(OMe)ユニットとプロピレンジオキシチオフェン(P)を組合せ、片末端に安定中性ラジカルであるニトロニルニトロキシド(NN)を置換させたヘテロ五員環オリゴマーTPT(OMe)-P-NNを合成し、1価の銀イオンによる一電子酸化により生成したラジカルカチオンが、ジクロロメタン中低温でπダイマーを形成することを確認した。またπダイマー形成に伴い、特徴的にESRシグナルが変化することを明らかにした。
一方、β位のフェニル基の嵩高さのためπダイマー形成を部分的に抑制するベンゾジチオフェンBDT(Ph)とTPT(OMe)との混合オリゴマーTPT(OMe)-BDT(Ph)-TPT(OMe)およびTPT(OMe)-BDT‐BDT-TPT(OMe)を合成し、2当量の銀イオンによる2電子酸化によりジカチオンジラジカルが生成することを確認した。さらにジクロロメタン中、低温でπダイマーを形成することを明らかにし、超分子型の導電性ワイヤーの構築に向け基礎的な知見を得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
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

今年度は、πダイマーの電子構造を詳細に解明することを目的とした安定ラジカル置換ラジカルカチオン塩の発生とπダイマー形成に伴う特徴的なESRシグナルの観測、およびジラジカルジカチオンのπダイマー形成が可能な分子を合成することができ、今後の進展の鍵となる結果を得ることができた。

今後の研究の推進方策

今年度得られた知見をもとに、安定ラジカル置換ラジカルカチオン塩の特徴的なESRシグナル変化を解釈し、πダイマーの電子構造について理解を深める。また、予備的に得られたジラジカルジカチオンのπダイマー形成が、超分子構造を形成しているかを導電性の異方性などを測定し確認する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Efficient Synthesis, Structure, and Complexation Studies of Electron-Donating Thiacalix[n]dithienothiophene2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Inoue, Masashi Hasegawa, Tohru Nishinaga, Kenji Yoza, Yasuhiro Mazaki
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 ページ: 2734-2738

    • DOI

      10.1002/anie.201410970

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Structures, and Photophysical Properties of pi-Expanded Oligothiophene 8-Mers and Their Saturn-like C60 Complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Shimizu, José D. Cojal González, Masashi Hasegawa, Tohru Nishinaga, Tahmina Haque, Masayoshi Takase, Hiroyuki Otani, Jürgen P. Rabe, Masahiko Iyoda
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 3877-3885

    • DOI

      10.1021/jacs.5b00291

    • 査読あり
  • [学会発表] ニトロニルニトロキシド置換チオフェン―ピロール混合オリゴマーの合成と性質2015

    • 著者名/発表者名
      西長 亨・鈴木修一・岡田惠次
    • 学会等名
      第42回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-05
  • [学会発表] ジエチニルピロールとベンゾジチオフェンを組み合わせたπ共役分子の合成と物性2015

    • 著者名/発表者名
      赤羽根敬弘・影山拓哉・高瀬雅祥・野村琴広・真崎康博・西長 亨
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [図書] Organic Redox Systems: Synthesis, Properties, and Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Tohru Nishinaga
    • 総ページ数
      596
    • 出版者
      Wiley

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公開日: 2017-01-06  

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