ドナー・アクセプター結合型高極性両性分子の集合化と構造・物性

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電子供与性と受容性の基を準非局在共役電子系で結び、高い両性をもつ極性分子(HAPM)を設計・合成して、分子内と分子間の双方に働きうる電荷移動相互作用により新規電子物性が望める分子システムを構築すべく、様々試みた分子集合化相の構造や光・電気物性を調べ、その特徴を捉えることを目指している。BEDT-TTFとTCNEのそれぞれ分子の半分をキノノイドでつないだHAPMのテスト分子について、分子軌道計算による分子特性の予測、合成とその両性度のキャラクタリゼーションなどの結果を踏まえ、今年度は、分子特性のより広範な見積りのため、設計方針が異なる既存のドナー・アクセプター結合型分子の中心的な関心事である、光学的非線形性に関する分子定数をMO計算に基づき検討した。一方、テスト分子として実際に合成し分子レベルでの評価を行った2-(4-ジシアノメチレンシクロヘキサ-2,5-ジエニリデン)-4,5-エチレンジチオ-1,3-ジチオールの、HAPMの基本的要件は満たしながら次段の分子集合化の検討を妨げていた低溶解・熱不安定性を、そのエチレンジチオ基を二つのアルキルチオ基(RS-)で置換した一群の分子の合成により克服した。そして、これらの新たなテスト分子を異なる条件下で集合化させ、単結晶、LB膜、真空蒸着膜などを得て、各々の構造をX線回折や本補助金で導入した分光蛍光光度計をはじめとする分光法により調べた。その結果、これらの分子では集合化条件を選ぶことにより特徴の異なる構造が得られており、したがって、当初のねらいどおりHAPMでは集合化構造が制御でき、その構造に依存した電子物性が発現する可能性が示唆された。なお、別のテスト分子として、金属配位能をもつ電子受容体として知られるN,N'-ジシアノキノジイミン(DCNQI)を念頭に置いた、新たなテスト分子も合成した。