電子物性と動的プロトン物性の協奏した機能性物質の開拓

点击翻译按钮获取中文摘要

電子物性と水素結合の自由度が相関する新規の機能性物質の開拓を目的として、テトラチアフルバレン(TTF)に水素結合サイトを持つカテコール骨格が縮環した電子ドナー分子(Cat-TTF誘導体)を基盤とした有機伝導体の開発を行っている。当該年度は、当初の計画通り(i) 前年度に開発に成功した、2つのカテコール骨格を持つ(H2Cat)2-TTF分子を基盤とした、アニオンを含まない純有機伝導体の物性調査と(ii) ジカルボン酸からなる水素結合鎖をCat-TTF誘導体基盤の伝導体の対アニオンとして導入することを試みた。(i)前年度までに、X線構造解析からTTF骨格の酸化の電荷補償が水素結合部の部分的な脱プロトン化によってなされていることが示唆されていたが、水素結合部のディスオーダーのために詳細がはっきりしなかった。そこで、この物質の伝導度測定を行ったところ、室温において高い伝導性を示すため、TTF骨格は確かに酸化されていることが分かった。磁化率測定とラマン分光測定を行い、酸化状態を調査したところ、約+0.25価であることが分かった。このような酸化状態は珍しく、水素結合部の脱プロトン化とドナー分子の酸化状態が相関した特異な電子状態を持つ有機伝導体であることを見出した。(ii)ジカルボン酸のテトラブチルアンモニウム塩を電解質として用いて電解結晶の作製を行ったところ、エチレンジオキシ基を持つCat-EDOTTFの場合、ドナー分子のみからなる結晶を得られることが分かった。当初の狙いとは異なるが、(i)と同様に水素結合部の脱プロトン化とドナー分子の酸化状態が相関する興味深い物質であることが期待される。