スピン非局在型の安定な有機中性ラジカルの光化学反応とフォトニクス機能開発

自旋离域稳定有机中性自由基的光化学反应及光子功能的发展

基本信息

批准号：
20044014
负责人：
森田靖
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

開殻有機分子は、分子骨格上への電子スピン密度の分布の程度により「電子スピン局在型」と「電子スピン非局在型」に分類できる。我々は、6-オキソフェナレノキシル(6OPO)と命名できる空気中でも安定な中性ラジカルを合成・単離した。電子スピンは、分子骨格全体に一定のトポロジー的対称性を持って広く非局在化しており、酸化還元活性な15π型の平面構造を有している。この6OPO骨格に電子ドナー性置換基を結合させた誘導体においては、中性ラジカル構造と分子内電子移動状態である両性イオン型ラジカル構造の形成が予想された。我々は、溶媒および温度変化に依存した両電子状態の100%の相互変換にこれまでに成功している。本研究では、「電子スピン非局在型」の中性ラジカルに対する世界初の光照射実験とそれに起因した動的な電子スピン構造の発現を目指した研究に取り組んだ。その結果、以下に示した誘導体の合成と、光照射が起点となる斬新な動的挙動の発現に成功した。(1)高い電子供与能を有する18π電子構造型分子を6OPO骨格に結合させた誘導体を合成した。そして、酸化還元挙動やそれに伴うクロミズム現象を明らかにした。また、溶媒および温度変化に依存した動的な電子スピン構造を見出し、その機構を量子化学計算から考察した。(2)この中性ラジカルに対する室温溶液状態における光照射実験を行った。その結果、中性ラジカル構造から両性イオン型ラジカル構造に光照射によって完全に変換することを見出した。開殻分子の光による電荷分離状態の創成である。

根据电子自旋密度在分子骨架上分布的程度，开壳层有机分子可分为“电子自旋局域型”和“电子自旋非局域型”。我们合成并分离出一种在空气中稳定的中性自由基，命名为6-氧代苯氧基（6OPO）。电子自旋广泛离域，整个分子骨架具有一定的拓扑对称性，并具有氧化还原活性的15π平面结构。在电子供体取代基与该6OPO骨架键合的衍生物中，预计将形成具有分子内电子转移状态的中性自由基结构和两性离子自由基结构。到目前为止，我们已经成功地根据溶剂和温度的变化实现了两种电子态 100% 的相互转换。在这项研究中，我们进行了世界上首次对“电子自旋离域”中性自由基的光照射实验，并研究了光照射实验产生的动态电子自旋结构的发展。结果，我们成功合成了如下所示的衍生物，并表达了由光照射触发的新颖的动态行为。 (1)我们合成了一种衍生物，其中具有高给电子能力的18π电子结构分子与6OPO骨架键合。我们还阐明了氧化还原行为和相关的变色现象。我们还发现了一种依赖于溶剂和温度变化的动态电子自旋结构，并使用量子化学计算讨论了其机制。 (2)在室温溶液状态下对该中性自由基进行光照射实验。结果，我们发现通过光照射，中性自由基结构完全转变为两性离子自由基结构。这是光在开壳层分子中产生电荷分离态。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

空気中でも安定に取り扱うことができる有機中性ラジカル : スピン非局在型の電子スピン構造と動的な電子スピン物性の創成

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Y.

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