カチオン応答性分子フォトダイオードを指向したシクロファン分子ワイヤの創製と評価

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本研究の目的は、単一分子エレクトロニクス素子として、①カチオン応答性高機能分子フォトダイオードを指向した新奇なシクロファン分子ワイヤを創製し、②その物性評価を行い、光誘起による整流性を調べ、カチオン応答性の違いにより整流性が制御されるかについて明らかにすることである。2022年度は、剛直構造の[3.3]パラシクロファン構造（B）にドナー(D)、光増感部(P)を三次元的に配置したD-B-D 間の立体的配置が制御された光誘起電子移動制御機能を有するA-B(P)-D-B(G,G)B-D多元系シクロファン分子ワイヤを創製するための基本ユニットとして、光増感部(P)としての1-ピレニル基（1-pyrene）を組み込んだ [3.3]パラシクロファン架橋部にドナー部(D)としてTTFの基本ユニットである1,4-ジチアフルベン（DTF）を三次元的に配置した新規なD-B(P)-D三元系シクロファン分子（DTF-B(1-pyrene)-DTF）の合成に成功した。1-ピレニル基をシクロファンベンゼンに導入したDTF-B(1-pyrene)-DTF の電気化学測定では、DTFラジカルカチオン生成過程がピレンの影響により２つに分裂しかかった挙動が観測されたことから、ピレンによるDTFドナーへの電子供与性に違いがあることが明らかになり、電子移動の方向性制御の可能性が示された。また発光スペクトル測定では、母体となる光増感部(P)としての1-ピレニル基（1-pyrene）を組み込んだ [3.3]パラシクロファン-ジオン（B(1-pyrene)シクロファン-ジオン）はピレンによる蛍光が観測されたが、合成したDTF-B(1-pyrene)-DTF では消光した。このことから、光増感部(P)としての1-ピレニル基と[3.3]パラシクロファン架橋部のDTFドナー間に光誘起電子移動が存在することが明らかになった。