電子移動平衡を介する構造規制界面の設計

通过电子转移平衡设计结构调节界面

基本信息

批准号：
11118263
负责人：
彌田智一
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、光電気化学的にレドックス制御できるビオローゲンを電極表面に組織化する事により、その組織体構造と、ビオローゲンが持つ多段階レドックスを利用した機能性電極の開発を目的としている。本年度は、分岐型ビオローゲンポリマーを用いたアニオン認識について研究を行った。還元条件下でシアノピリジニウムが2分子カップリングしてビオローゲンを生成する反応を利用し、ベンゼン環境の1,3,5位に4-シアノピジニウムが置換した化合物を合成し、電極上で還元することによって、ビオローゲンを主鎖に含む分岐型の高分子を合成した。ビオローゲンが2価のカチオンであるために、この高分子膜にはアニオンが取り込まれる。この膜をカップリング時に用いたイオンよりも小さいアニオンの塩が含まれる電解質中に浸した場合、ビオローゲンの持つ2波の酸化還元波が観察されるが、大きアニオンを用いた場合では酸化還元波を示さない。このことは、電解時にイオンを取り込むことで作られた空隙のサイズが、用いたイオンの大きさによって決まることを示している。また、ハロゲン化物イオンを用いた場合、光照射によりアニオンからビオローゲンに電子移動が起こり、イオンラジカルの生成と同時に青色に呈色する。これを利用することで、電極反応に限らず、光反応によってもアニオンにサイズを認識できる材料を構築する事が出来た。アニオンの認識については、金属カチオンの認識に比べて例が少なく、このような単純な分子を用いて認識を行えるとともに、呈色反応を利用してその検出が行えることは、非常に興味深い。

这项研究旨在开发功能电极，以利用组织的结构和多阶段的氧化还原控制的VIologens，它们在电极的表面上是光电化学控制的。今年，我们使用分支的Viologen聚合物对阴离子识别进行了研究。利用一种反应在还原条件下偶联地形成viologen，在合成了苯环境的1,3,5位置上替换4-氰基吡啶的化合物，并通过将其在其主链中含有Vioologen的电极上降低，并将其还原在电极上，并将其还原。由于Viologen是二价阳离子，因此将阴离子掺入该聚合物膜中。当将该膜浸入含有小于耦合过程中使用的离子的电解质盐中时，观察到两种氧化还原波的波浪，但是当使用大阴离子时，未显示氧化还原波。这表明通过在电解过程中掺入离子而产生的空隙的大小取决于所用离子的大小。此外，当使用卤化物离子时，电子转移在光照射下从阴离子到Viologen，导致与离子自由基产生同时产生蓝色。通过使用此功能，可以构建可以通过光反应识别阴离子大小的材料，而不仅仅是电极反应。与金属阳离子识别相比，阴离子识别的例子更少，非常有趣的是，可以使用这种简单的分子进行识别，并且可以使用颜色反应进行检测。