ヘテロ環で拡張された新規多段階酸化環元系の開発

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安定なラジカルイオン種を経由する多段階酸化環元系化合物は有機分子性金属への応用、情報記録材料への応用、あるいは光電子移動系や光エネルギ-変換系への応用が可能であり、今日、極めて高い関心が寄せられている。本研究においてはこの分野で以下にような優れた研究成果を挙げることが出来た。1.7員環状π電子系が共役したラジアレンの最初の例として1を合成した。1は安定なアニオンラジカルを経由する1電子2段階酸化環元系であり、クロラニルより強い電子受容体であることを明らかにした。2.トリスベンゾキノシクロプロパンをチエノキノノイドで拡張した2を合成した。2は両性を示すラジアレンとして最初の例である。また、2は近赤部に強い吸収を示した。3.ジフェノキノンの中央部にチエノキノノイド構造が導入された3環性キノン3およびそのテトラアルキル誘導体を合成した。これらの化合物は可逆な1電子3段階の酸化環元系であり、安定に単離された3環性キノンとして最初の例である。また両性を示すキノンとしても最初の例である。3からは安定なラジカルアニオンと安定なカチオンラジカルが発生した。ERSスペクトルの研究からスピン電子密度を求めることが出来た。4.各種クロミック材料および人工光合成系に於ける電子伝達媒体として極めて応用価値が高いビオロゲン分子の中心部にへテロ5員環を導入したヘテロ環拡張型ビオロゲンである4や5を合成し、X線結晶解析を行い、また4や5が3環性化合物であり、高度に拡張されたビオロゲンであるにもかかわらず、平面分子で、かつ剛直であることを明らかにした。4や5のカチオンラジカルは吸光度の強い第2バンドが可視部に現れること、また4や5は強い蛍光発光を示し、蛍光量子収率は極めて高いことも明らかにした。