新奇機能性パイ電子系化合物の合成と物性

我々は以前より、多層[3.3]メタ－ 及びパラシクロファン等のπ積層分子の合成、構造、並びにそれらの電子供与性について系統的に研究している。多層[3.3]メタ－及びパラシクロファン類では、ラジカルカチオン種が層が増えるにつれて安定化する事が分かったので、多層シクロファン類を橋（実際にはドナーとしても働くのでD'）とする電子供与体(D)-D'-電子受容体(A) 系では、電荷・電子が橋を円滑に移動し、電荷分離状態が観測されるものと予想される。本研究では、新規π積層型分子ワイヤーとしてD-D'(多層シクロファン類)-A系を合成して、これらの電荷・電子移動現象の機構を解明する事を目的としている。最初のD-D'-A 系として、[2.2]-及び[3.3]パラシクロファン(PCP)をD'とし, カルバゾール(Cz)あるいはフェノチアジン(PTZ)をD,ベンゾチアジアゾール(BTD)あるいはナフタルイミド(NI)をAとする, Cz-(CH2)n-[m.m]PCP-(CH2)n-NI系(n=2,3; m=2,3), PTZ-(CH2)n- [m.m]PCP-(CH2)n-NI系(n=2,3; m=2,3), 並びにPTZ-(CH2)2-[2.2]PCP-(CH2)2-BTD系を合成して、それらの吸収・蛍光スペクトル及び過渡吸収スペクトルを解析した。その結果、基底状態では各発色団は相互作用していないが、光照射するとAが励起された後、D'からAへ電子移動してD'のラジカルカチオン種とAのラジカルアニオン種が生成した後、D'からDへ正孔移動が起こり、最終的にAとDの間で電荷分離状態が生成する事が分かった。現在、各系における電荷分離状態の寿命,正孔移動速度、並びに電荷再結合速度等について調べている。

我々は以前より、多層[3.3]メタ－ 及びパラシクロファン等のπ積層分子の合成、構造、並びにそれらの電子供与性について系統的に研究している。多層[3.3]メタ－及びパラシクロファン類では、ラジカルカチオン種が層が増えるにつれて安定化する事が分かったので、多層シクロファン類を橋（実際にはドナーとしても働くのでD'）とする電子供与体(D)-D'-電子受容体(A) 系では、電荷・電子が橋を円滑に移動し、電荷分離状態が観測されるものと予想される。本研究では、新規π積層型分子ワイヤーとしてD-D'(多層シクロファン類)-A系を合成して、これらの電荷・電子移動現象の機構を解明する事を目的としている。最初のD-D'-A 系として、[2.2]-及び[3.3]パラシクロファン(PCP)をD'とし, カルバゾール(Cz)あるいはフェノチアジン(PTZ)をD,ベンゾチアジアゾール(BTD)あるいはナフタルイミド(NI)をAとする, Cz-(CH2)n-[m.m]PCP-(CH2)n-NI系(n=2,3; m=2,3), PTZ-(CH2)n- [m.m]PCP-(CH2)n-NI系(n=2,3; m=2,3), 並びにPTZ-(CH2)2-[2.2]PCP-(CH2)2-BTD系を合成して、それらの吸収・蛍光スペクトル及び過渡吸収スペクトルを解析した。その結果、基底状態では各発色団は相互作用していないが、光照射するとAが励起された後、D'からAへ電子移動してD'のラジカルカチオン種とAのラジカルアニオン種が生成した後、D'からDへ正孔移動が起こり、最終的にAとDの間で電荷分離状態が生成する事が分かった。現在、各系における電荷分離状態の寿命,正孔移動速度、並びに電荷再結合速度等について調べている。