修士論文の和文要旨
大学院 電気通信学研究科 博士前期課程 量子・物質工学専攻 氏 名 八谷 聡二郎 学籍番号 0533043
論 文 題 目 ピラジナミンを用いた
新規蛍光性π共役分子の合成及び物性評価
【序】近年 、π共役有 機分子を用 いた有機電 子デバイス の開発が盛 んになって いる。
光機能を持 つ有機電子 デバイスで ある有機ELや色素増感 太陽電池な どでは、π 共役 有機分子が 機能性色素 として用い られている 。よって新 しい有機電 子デバイス 開発の ためのπ共 役有機分子 の開発が益 々重要にな っている。本研究では 様々な機能 性π共 役分子の前 駆体となっ ているピラ ジナミン誘 導体に注目 した。ピラ ジナミン誘 導体に パラジウム 触媒を用い たπ系拡張 反応とC-Nカップリン グ反応を適 用し、新し い縮環 型のπ共役 分子の合成 を検討した 。その結果、新規π共役分子1と2が合成でき ること を見い出し た。得られ た1と2の基本的物性と してX線結晶構造、分 光学的性質 、酸化 還元特性を 調べ、併せ て分子軌道 計算を行い 、その性質 を明らかに した。
【結果・考 察】5位に種 々のアリー ル基を持つ3-ブロモピラ ジナミン誘 導体を合成 し、
パラジウム 触媒を用い たC-Nカップリング反 応を検討し た。その結 果、ピラジ ノイミ ダゾヘキサ アザアント ラセン骨格 を持つ1とビスピラジノ イミダゾヘ キサアザア ント ラセン骨格 を持つ2が得られること を見い出し た。2aはX線結晶構造 解析によっ て構 造を確認し た。その主骨格は平面 で広いπ系 を持つ構造 であること がわかった 。1と2 は500 nm領 域に至る電 子吸収を示 し、最も低 エネルギー 側の遷移で は振動構造 が見ら れた。また 、蛍光は黄 色〜赤色で あり、特に2の蛍光量子 収率は置換 基Arによらずク ロロホルム 中で0.7を超える高い量 子収率を示 した。2の高い蛍光量子 収率と電子 吸収 における振 動構造は主 骨格が剛直 であること を示してい る。酸化還 元特性ではCV測 定によって1と2がフェロセン(Fc)を基準として-1.0 Vと-1.3 ~ -1.5 Vに第一、第二還 元 電位を示す ことを確認 した。1と2の第一還元 電位の値は 電子受容体 であるナフ トキノ ン(-1.10 V vs Fc / Fc+)の 値に近く、 これらが良 い電子受容 体であるこ とがわかっ た。
さらに酸及 び金属イオ ン添加によ る紫外可視 吸収スペク トルの変化 を確認した 。以上 より、本研究で合成し た1と2はプロトン化や 金属錯形成 能を持ち、電子受容体 にもな りうること がわかった 。この化合 物の分子材 料として応 用性に期待 がもたれる 。
t-Bu
t-Bu
N N
Ar
N
N N
N Ar N
N N Ar
N N
Ar
N
N N
N Ar N
N N Ar
N
N N
Ar
2 1
a
Ar = c t-Bu
C6H13
C6H13
b
