また,スズをアンチモンへ置き換えることで,三価および五価のアンチモン化合物が異なる光学特性を示すことも見出した26)。特に,三価の超原子価アンチモン化合物は固相での酸化反応によって五価の化合物へと誘導することができ,さらに,アゾベンゼン上の置換基を変化させることで,酸化に伴う色彩変化の方向を短波長化または長波長化として制御できることを明らかにした(図4(d))。
鉛やビスマスといった第6周期元素の導入においては,スズに比べて大きな原子が形成する広い配位空間により,元素中心のルイス酸性が向上することを見出した22, 27)。これらの化合物はスズと同様,優れた化学センサーとして利用できることが明らかとなっており,現在はさらに触媒としての利用可能性についても検討を進めている。
6. おわりに
以上,本稿では,元素を起点とすることで,有機π共役系の電子状態を制御できることを示す我々の研究例を紹介した。アゾ・アゾメチン三座配位子を共通のプラットフォームとして用いることで,さまざまな元素を同一のπ共役系へ相互作用させることが可能となり,それぞれの元素が持つ特徴に応じたユニークな光物性を明らかにすることができた。また,元素による構造の歪みや元素の高配位化,酸化状態の変化を利用することで,吸収や発光色の変化,発光強度の変化を利用した化学センサーへ展開できることも示した。さらに,π共役系高分子へと展開することで,これらの分子機能を材料へと発展させることにも成功した。このように,第2周期から第6周期までのさまざまな元素を同一の分子設計に組み込み,その元素固有の性質がπ共役系にどのような影響を与えるのかを体系的に理解することで,元素が本来備えている機能を最大限に引き出す新しい分子設計指針を構築できると考えている。今後,元素の個性とπ共役系の機能を組み合わせることで,従来の軽元素を中心とした有機材料だけでは実現が難しかった,新しい機能材料の創出につながることを期待している。
謝辞
本研究は日本学術振興会(JSPS)科学研究費(18K14275, 20K15334, 23K23398, 25K01818),科学技術振興機構(JST)さきがけ(JPMJPR25M7)の助成を受けて行われた。
参考文献
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■Organic Materials with Element-Driven Color Changes
■①Masayuki Gon ②Kazuo Tanaka
■①Kyoto University, Graduate School of Engineering, Associate Professor ②Kyoto University, Graduate School of Engineering, Professor






