ヘテロ原子化合物のカチオンラジカル種に対するケイ素のβ効果

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カチオンラジカルに対するケイ素の効果はヘテロ原子が酸素のときもっとも大きく、ヘテロ原子が窒素、硫黄になると小さくなることが実験、理論の両面からすでに明らかにしている。そこで、ヘテロ原子として酸素をもつ系に焦点をしぼり、ケイ素の効果が最も大きく発現し、カチオンラジカルを生成しやすい物質、つまり良好な電子供与性物質を創り出すにはどのようにすればよいかを検討した。まず、同じ炭素上にケイ素を1つ、2つ、3つと導入した時その電子供与能がどのように変化するかを調べた。ケイ素が同じ炭素上に2個、および3個ついた化合物を合成し、それらの酸化電位を測定したところ、ケイ素1つのものに比べてさらに酸化されやすいことが明らかとなった。とくにケイ素が3個ついた化合物は、酸化をうけやすいとされているスルフィドなど硫黄原子を含む化合物よりも酸化されやすい。つまり、ケイ素を利用することにより、酸素を硫黄よりも優れた電子供与体とすることができたわけである。以上の結果は、理論計算とよく一致しており、計算を用いた分子設計の有効性も示された。そこで理論計算を駆使して分子設計を行ないケイ素や酸素分子を複数個含む様々な分子を合成し、その酸化電位を測定した。これらの結果にもとづいてケイ素と酸素をふくむ電子供与性分子を設計しその合成を開始した。このような電子供与性物質をテトラシアノエチレンなどに代表される電子受容物質と組み合わせれば良好な有機導電性物質などが開発できるものと期待される。