チエノアセン類を基盤とした環状分子による酸化還元活性集積体の創成

固体の内部にナノサイズの空孔を有する多孔質材料は，小分子の貯蔵・輸送や分離精製の機能を持つ固体材料として期待されている．また，細孔内にイオンキャリア分子を導入することで，高イオン伝導の発現が期待できるため，とりわけ二次電池の固体電解質として有望である．しかしながら，一般的な多孔質材料として知られている金属有機構造体(MOF)や共有結合性有機構造体(COF)は酸化還元に関与しない原子によってその骨格の大部分が構成されているため，単位重量あたりに換算した電子容量が活物質材料としての期待値に満たないという問題を抱えている．本課題では，酸化還元活性なチエノアセン類を単位構成ユニットとした大環状分子を緻密に集積させることで，ナノサイズの空孔チャネルを構築し，各状態(ゲル・薄膜・固体)における電気伝導性や充放電特性などの酸化還元特性を中心とした機能開拓を行う．本年度は，チオフェン, ジチエノチオフェン, チアントレン, テトラチアペンタセンなどの含硫黄複素環化合物類を構成ユニットとする大環状分子の合成に成功し，一部の分子については，結晶状態においてチャネル構造の構築に成功した．チャネル内にヘキサンやクロロホルム，二硫化炭素，ベンゼン，トルエンなどのゲスト溶媒分子を取り込むことも明らかになっており，開発した分子が多孔質材料として有望な素質を有していることを見出した．今後は，分子構造とチャネル構造構築の相関について明らかにするとともに，良好な酸化還元活性を示す分子についてはコイン型の簡易電池を作製し，充放電特性について調査していく．一方，固体状態において微弱な発光を示す分子も合成することができたため，発光特性についても調査し，含硫黄多孔質材料の機能開拓を行なっていく．

固体の内部にナノサイズの空孔を有する多孔質材料は，小分子の貯蔵・輸送や分離精製の機能を持つ固体材料として期待されている．また，細孔内にイオンキャリア分子を導入することで，高イオン伝導の発現が期待できるため，とりわけ二次電池の固体電解質として有望である．しかしながら，一般的な多孔質材料として知られている金属有機構造体(MOF)や共有結合性有機構造体(COF)は酸化還元に関与しない原子によってその骨格の大部分が構成されているため，単位重量あたりに換算した電子容量が活物質材料としての期待値に満たないという問題を抱えている．本課題では，酸化還元活性なチエノアセン類を単位構成ユニットとした大環状分子を緻密に集積させることで，ナノサイズの空孔チャネルを構築し，各状態(ゲル・薄膜・固体)における電気伝導性や充放電特性などの酸化還元特性を中心とした機能開拓を行う．本年度は，チオフェン, ジチエノチオフェン, チアントレン, テトラチアペンタセンなどの含硫黄複素環化合物類を構成ユニットとする大環状分子の合成に成功し，一部の分子については，結晶状態においてチャネル構造の構築に成功した．チャネル内にヘキサンやクロロホルム，二硫化炭素，ベンゼン，トルエンなどのゲスト溶媒分子を取り込むことも明らかになっており，開発した分子が多孔質材料として有望な素質を有していることを見出した．今後は，分子構造とチャネル構造構築の相関について明らかにするとともに，良好な酸化還元活性を示す分子についてはコイン型の簡易電池を作製し，充放電特性について調査していく．一方，固体状態において微弱な発光を示す分子も合成することができたため，発光特性についても調査し，含硫黄多孔質材料の機能開拓を行なっていく．