JP2010240829A - 粒子および近接場光導波路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Mを金属、Aを吸着基(チオール基、アミノ基、カルボキシル基)、Bを水素結合性基(アミド結合基、ウレア結合基もしくはこれらの誘導体、またはチオール基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基の1つまたは複数を有する構造およびこれらの誘導体)、aを0以上の整数、bを0以上の整数、cを1以上の整数、R1を芳香環(π電子数24までの平面環)または芳香環の誘導体、R2〜R5を水素原子、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、エーテル結合、エステル結合、シアノ基もしくはこれらの誘導体とするとき、以下の化学式で表される分子を有する粒子を用いる。
【選択図】図25
Description
3.14gの3−メルカプトプロピオン酸2を塩化メチレン50mlに溶解した。ここに8.36g(30mmol)のトリフェニルメチルクロリド3を加えて室温で19時間の保護反応を行った。この保護反応で生じた沈殿物を濾集し、40mlのジエチルエーテルで洗浄した後、減圧下で乾燥させて9.86gの白色固体である、S−トリフェニルメチルメルカプト−3−プロピオン酸4を得た。
次に、500mlの三つ口フラスコを減圧乾燥した後、窒素雰囲気下で所定量のS−トリフェニルメチルメルカプト−3−プロピオン酸4と、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロリド(EDC)と、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)とを上記フラスコ内で塩化メチレンに溶解した。ここに、所定量のノルマル−アルキルアミン5を加えて室温で一晩攪拌した。なお、ノルマル−アルキルアミン5の添加は、ノルマル−アルキルアミン5の炭素鎖数が8、12、16、18の場合、それぞれに対して行った。続いて、それぞれの反応混合物を飽和硫酸水素ナトリウム水溶液100mlで2回、純水100mlで2回、飽和食塩水100mlで2回洗浄した後、有機相(塩化メチレン相)に硫酸マグネシウムを加えて一晩乾燥した。乾燥剤を濾過した後、溶媒を留去し、目的物であるN−アルキル−3−(S−トリチルスルファニル)プロパンアミド6を得た。これらを再結晶により精製した。
次に、100mlの丸底フラスコにN−アルキル−3−(S−トリチルスルファニル)プロパンアミド6と、トリフルオロ酢酸を加えて攪拌し、橙色の均一な溶液にした。ここにトリエチルシランを加え、白色の沈殿物を生成する。このとき溶液は透明になった。この状態で溶媒を減圧留去し、固体残渣を塩化メチレン100mlに溶解して100mlの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。塩化メチレン相を硫酸マグネシウムで脱水した後、溶媒を減圧留去した。得られた固体残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、白色固体となるN−アルキル−3−メルカプトプロパンアミド7(化合物a乃至化合物d)を得た。このようにして、図2(a)乃至図2(d)に示す、ノルマル−アルキルアミン5の炭素鎖数nが、8、12、16、18である化合物a、化合物b、化合物c、化合物dを得た。
まず、3−メルカプトプロピオン酸12のチオール基をトリチル基で保護し、化合物14を合成した。次に、ウイリアムソンのエーテル合成により化合物11−ブロモウンデカン−1−オール15のブロモ基をトリル基に置換し、化合物16を合成した。続いて、化合物14と、化合物16の脱水縮合反応によりエステル結合を有する化合物17を合成した。その後、脱保護反応によってトリチル基を除き、目的物である化合物bを得た。
3.14gの3−メルカプトプロピオン酸12を塩化メチレン50mlに溶解した。ここに8.36gのトリフェニルメチルクロリド13を加えて室温で19時間反応させた。反応で生じた沈殿物を濾集し、得られた固体成分を減圧乾燥させて白色固体の3−(S−トリチルスルファニル)プロピオン酸14を9.86g得た。
3.68gの11−ブロモウンデカン−1−オール15と、4.88gのp−クレゾールを20mlのエタノールに溶解し、ここに水酸化カリウム2.57gを加えて、24時間還流した。室温まで冷却した後、反応溶液を分液漏斗に移し、イオン交換水100mlと塩化メチレン50mlを加えて分液した。有機相を回収して硫酸ナトリウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で除去し、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた固体をトルエン50mlに再溶解し、10wt%水酸化カリウム水溶液50mlで2回、飽和食塩水50mlで洗浄した後、有機相を回収し、硫酸ナトリウムで脱水した。乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去して白色固体の(11−ヒドロキシウンデシル)トリルエーテル16を4.08g得た。
1.86gの化合物14、0.896gの1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロリド(EDC)、0.029gの4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)を塩化メチレン300mlに溶解した。ここに、3.04gの化合物16を加えて室温で24時間撹拌した後、反応溶液を分液漏斗に移して、10%硫酸水素カリウム水溶液100mlで2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液100mlで2回、イオン交換水100mlで2回、飽和食塩水100mlで2回洗浄した。回収した塩化メチレン相を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をクロマトグラフィーで精製し、白色固体の3−(S−トリチルスルファニル)プロピオン酸 11−(パラ−トリルオキシ)ウンデシルエステル17を2.63g得た。
1.11gの化合物17を100mlの丸底フラスコに量りとり、トリフルオロ酢酸10mlを加えて攪拌し、オレンジ色の均一溶液を得た。ここにトリエチルシラン0.9mlを加えて白色の沈殿を生成させた後、上澄みの液体(透明)を減圧留去して除き、得られた固体をクロマトグラフィーで精製し、白色固体の化合物eを0.6g得た。
化合物21のヒドロキシ基を三臭化リンによってブロモ基に置換し、化合物22を合成した。次に、ブロモ基をアジド基に置換した後、水素化リチウムアルミニウムでアミノ基に還元し、化合物23を合成した。続いて、化合物23と、化合物24を反応させてアミド結合を有する化合物25を合成した。その後、脱保護反応によりトリチル基を除いて、目的物である化合物fを得た。
モレキュラーシーブスで脱水した塩化メチレン10mlに、1.31gの化合物21を溶解させ、氷浴上で冷却した。ここに乾燥塩化メチレン10mlに溶解した1.70gの三臭化リンを滴下し、氷浴で4時間、室温で21時間攪拌した。その後、エバポレータで溶媒を除去し、新たに30mlの酢酸エチルを加えて、純水25mlで2回洗浄した。回収した有機相を硫酸ナトリウムで脱水した後、乾燥剤を濾過して取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:塩化メチレン)で精製し、白色固体の11−ブロモウンデシル)トリルエーテル22を0.5g得た。
0.506gの化合物22を50mlのアセトニトリルに溶解し、ここにアジ化ナトリウム0.395gを加え、還流下で29時間、室温で95時間反応させた。室温まで徐冷した後、濾過して固体成分を除去した。濾液の溶媒を減圧留去し、透明で粘調な液体0.313gを得た。窒素雰囲気下で水素化カルシウムから蒸留したTHF15mlにこの液体を溶解し、氷浴で冷却した。次に、水素化リチウムアルミニウム0.054gを乾燥THF20mlに溶解して滴下し、氷浴下で1時間攪拌をした後、イオン交換水80μl、15wt%水酸化カリウム水溶液80μl、イオン交換水240μlを加えて反応を停止した。生じた沈殿を濾過で除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた固体に30mlの酢酸エチルを加えて溶解させ、イオン交換水30mlで2回洗浄した後、有機相を回収して硫酸マグネシウムで脱水した。乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去し、白色固体の(11−アミノウンデシル)トリルエーテル23を0.2g得た。
0.174gの化合物23、0.123gのEDC、0.009gのDMAP、0.220gの化合物24を塩化メチレン50mlに溶解させ、室温で22時間攪拌した。その後、反応溶液を分液漏斗に移して、10%の塩酸50mlで2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液50mlで2回、イオン交換水50mlで2回、飽和食塩水50mlで2回洗浄した。回収した有機層を、硫酸ナトリウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をクロマトグラフィーで精製し、白色固体のN−(11−(パラ−トリルオキシ)ウンデシル)−3−(S−トリチルスルファニル)プロパンアミド25を0.2g得た。
0.181gの化合物25を塩化メチレン1mlに溶解させ、攪拌しながらトリフルオロ酢酸0.5mlを加え、褐色の溶液を得た。ここにトリエチルシラン0.16mlを加えて白色の沈殿が生じさせた後、上澄みの液体を減圧留去した。得られた固体に塩化メチレン20mlを新たに加えて溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液30mlで2回、飽和食塩水30mlで2回洗浄した。回収した有機相を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をクロマトグラフィーで精製し、白色固体の化合物fを0.1g得た。
図22に示すように、11−ブロモウンデカン−1−オール31のブロモ基をSN2反応によってアジド基に置換した後、水素化リチウムアルミニウムでアミノ基に還元し、化合物32を合成した。続いて、化合物32と化合物33を反応させてアミド結合を有する化合物34を合成した。さらに化合物34と4−(ピレン−1−イル)ブタン酸35の脱水縮合によりエステル結合を形成し、化合物36を合成した後、脱保護反応によりトリチル基を除いて、目的物である化合物37(化合物p)を得た。
15.1gの11−ブロモウンデカン−1−オール31を250mlのアセトニトリルに溶解し、ここに15.7gのアジ化ナトリウムを加え、還流下で18時間反応させた。室温まで徐冷した後、濾過して固体成分を除去した。濾液の溶媒を減圧留去し、透明で粘調な13.9gの液体を得た。このうち8.34gを窒素雰囲気下で水素化カルシウムから蒸留した60mlのTHFに溶解し、氷浴で冷却した。次に、2.53gの水素化リチウムアルミニウムを脱水し、250mlのTHFに溶解して滴下し、氷浴下で1時間撹拌をした後、イオン交換水2.5ml、15wt%の水酸化ナトリウム水溶液3.5ml、イオン交換水7.5mlを加えて反応を停止した。生じた沈殿を濾過で除き、濾液の溶媒を減圧留去した。濾液を減圧下で乾燥した後、THF60mlに溶解し、同体積のヘプタンを加えて生じた沈殿を濾集して、5.1gの白色固体32を得た。
2.44gの化合物33、1.35gの1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロリド、および0.09gの4−ジメチルアミノピリジンを塩化メチレン100mlに溶解した。ここに塩化メチレン100mlに分散させた1.30gの化合物32を滴下して室温で22時間撹拌した。その後、反応溶液を分液漏斗に移して、10%塩酸200mlで、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液200ml、イオン交換水200ml、飽和食塩水200mlの順で洗浄した。回収した塩化メチレン相を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.1gの白色固体34を得た。
0.218gの4−(ピレン−1−イル)ブタン酸35、0.147gの1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロリド、0.019gの4−ジメチルアミノピリジンを塩化メチレン100mlに溶解した。ここに塩化メチレン50mlに溶解させた、0.383gの化合物34を加えて室温で23時間撹拌した。その後、反応溶液を分液漏斗に移して、10%塩酸100ml、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液100ml、イオン交換水100ml、飽和食塩水100mlの順で洗浄した。回収した塩化メチレン相を硫酸ナトリウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、0.35gの黄色固体36を得た。
0.297gの化合物36を100mlの丸底フラスコに量りとり、トリフルオロ酢酸2.7mlを加えて撹拌し、茶褐色の均一溶液を得た。ここにトリエチルシラン0.2mlを加えて黄色の沈殿を生成させた後、上澄みの液体を減圧留去した。得られた固体に塩化メチレン50mlを新たに加えて溶解させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液50ml、イオン交換水50ml、飽和食塩水50mlの順で洗浄した。回収した有機相を硫酸ナトリウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、0.16gの黄色固体37(化合物p))を得た。
次に、化合物の芳香環部分をペリレンにした化合物qを有する粒子の形成について図26および図27を参照して説明する。この化合物qは、ペリレン環とアミド結合を有するチオール誘導体であって、その構成を図26に示し、合成方法を図27に示す。
初めに、ペリレン71と無水コハク酸のFriedel−Craftsアシル化反応により、化合物72を合成した後、Wolff−kishiner還元反応によりベンジル位のカルボニルを除き化合物73を得た。さらに化合物73と化合物74との脱水縮合によりエステル結合を形成し、化合物75を合成する。その後、脱保護反応によりトリチル基を除いて、目的物である化合物76(化合物q)を得た。なお、化合物74はChambersらの手法に従って合成した。
500mLの三口フラスコに、5.01g(19.8mmol)のペリレン71と、4.34g(43.4mmol)の無水コハク酸を加え、窒素置換して氷浴に浸した。ここに塩化メチレン200mLに分散させた、16.3g(122mmol)の塩化アルミニウムをゆっくり滴下した後、反応容器を氷浴から取り出して、室温で13時間撹拌した。反応終了後、冷却した2M塩酸を40mL加えて30分間撹拌して、生じた固体を濾過で回収した。この固体を100mLのキシレンに分散させて140℃まで加熱して不純物を抽出した。室温まで徐冷した後、固体を濾集し、減圧下で乾燥して、6.99gの褐色固体72を得た。
0.390g(1.11mmol)の化合物72と、0.4mLの79%含水ヒドラジンと、0.290g(7.25mmol)の水酸化ナトリウムとを、3.0mLのジエチレングリコールに溶解させ、180℃のオイルバスで90分還流した後、過剰量のヒドラジンと水を留去し、さらに2時間還流を続けた。反応終了後、室温まで冷却して固体を析出させた。生じた固体を濾集し、イオン交換水と2M塩酸で洗浄した後、減圧下で乾燥させた。この固体を10mLのキシレンに分散させて140℃まで加熱して溶解させた後、室温まで徐冷して固体を析出させた。生じた固体を濾集し、減圧下で乾燥して0.375gの黒色の固体73を得た。
67mg(0.20mmol)の化合物73と、39mg(0.21mmol)の1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロリド(EDC)と、12mg(0.10mmol)の4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)とを、30mLの塩化メチレンに溶解した。ここに105mg(0.20mmol)の化合物74を加えて室温で17時間撹拌した。その後、反応溶液を分液漏斗に移して、30mLの10%塩酸で2回、30mLの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、30mLのイオン交換水で2回、30mLの飽和食塩水で2回洗浄した。回収した塩化メチレン相を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、62mgの黄色固体75を得た(収率36%)。なお、シリカゲルカラムクロマトグラフィーには、展開溶媒として塩化メチレン/酢酸エチル(=15/1(容積比))を用いた。
54mg(0.066mmol)の化合物75を100mLの丸底フラスコに量りとり、トリフルオロ酢酸を1.0mL加えて撹拌し、黄緑色の均一溶液を得た。ここにトリエチルシランを0.1mL加えて茶色の沈殿を生成させた後、上澄みの液体を減圧留去した。得られた固体に塩化メチレンを20mL新たに加えて溶解させ、20mLの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、20mLのイオン交換水で1回、20mLの飽和食塩水で1回洗浄した。回収した有機相を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、26mgの黄色固体(化合物76(化合物q))を得た。収率は67%であった。なお、シリカゲルカラムクロマトグラフィーには、展開溶媒として、初め塩化メチレンのみから徐々に極性を上げていき最終的に塩化メチレン/酢酸エチル(=5/2(容積比))を用いた。
200mLの三角フラスコに、85mg(0.16mmol)のテトラ−n−オクチルアンモニウムブロミドを量りとり、36mLのトルエンに溶解した後、12mLのイオン交換水に溶解したテトラクロロ金酸・四水和物を27mg(0.065mmol)加えて激しく撹拌した。次に、12mLのトルエンに溶解した48mg(0.080mmol)の化合物76を加えて15分間撹拌した後、12mLのイオン交換水に溶解した32mg(0.83mmol)の水素化ホウ素ナトリウムを加え、激しく撹拌しながら室温で1晩反応させた。反応混合液を500mLの褐色分液ロートに移してトルエン相を回収した後、水浴の温度を30℃に設定したエバポレータで液量が5mL程度になるまで濃縮した。この濃縮液を30mLのメタノールに滴下し、室温で一晩撹拌した後、生じた沈殿を濾集した。得られた固体の光学顕微鏡観察を行い、不純物であるアンモニウム塩の透明結晶が観察された場合には、固体を約1mLのクロロホルムに溶解し、同様の再沈殿操作を行った。この操作を透明結晶が確認されなくなるまで合計3回行った後、減圧乾燥させて26mgの黒色の粒子(NP−q)を得た。この粒子の構成を図28に示す。
100mLの二口フラスコに0.699g(2.33mmol)のコロネン81と、0.514g(5.14mmol)の無水コハク酸を加え、窒素置換して氷浴に浸した。ここに20mLのニトロベンゼンに溶解させた2.80g(21.0mmol)の塩化アルミニウムをゆっくり滴下した後、反応容器を氷浴から取り出して、室温で5時間撹拌した。反応終了後、冷却した2M塩酸を10mL加えて10分間還流した後、室温まで徐冷して固体を析出させた。固体をろ過で回収して、20mLのキシレンに分散させて140℃まで加熱して溶解させた後、室温まで徐冷して固体を析出させた。生じた固体を濾集し、減圧下で乾燥して0.825gの黄緑色の固体82を得た。
0.503g(1.26mmol)の化合物82と、0.4mLの79%含水ヒドラジンと、0.462g(11.6mmol)の水酸化ナトリウムとを3.0mLのジエチレングリコールに溶解させ、180℃のオイルバスで90分還流した後、過剰量のヒドラジンと水を留去し、さらに2時間還流を続けた。反応終了後、室温まで冷却して固体を析出させた。生じた固体を濾集し、イオン交換水で洗浄した後、減圧下で乾燥させた。この固体を10mLのキシレンに分散させて140℃まで加熱して溶解させた後、室温まで徐冷して固体を析出させた。生じた固体を濾集し、減圧下で乾燥して0.431gの茶褐色の固体83を得た。なお、1HNMRは生成物が重溶媒に難溶のため未測定であった。
0.200g(0.517mmol)の化合物83と、0.103g(0.538mmol)の1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロリド(EDC)と、0.011g(0.090mmol)の4−ジメチルアミノピリジン(DMAP) とを100mLの塩化メチレンに溶解した。ここに、0.268g(0.517mmol)の化合物84を加えて室温で23時間撹拌した。その後、反応溶液を分液漏斗に移して、100mLの10%塩酸で2回、100mLの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、100mLのイオン交換水で2回、100mLの飽和食塩水で2回洗浄した。回収した塩化メチレン相を硫酸ナトリウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、0.168gの黄色固体85を得た。収率は37%であった。なお、シリカゲルカラムクロマトグラフィーには、展開溶媒として塩化メチレン/酢酸エチル(=10/1(容積比))を用いた。
0.161g(0.182mmol)の化合物85を100mLの丸底フラスコに量りとり、トリフルオロ酢酸を2.0mL加えて撹拌し、黄緑色の均一溶液を得た。ここにトリエチルシランを0.5mL加えて茶色の沈殿を生成させた後、上澄みの液体(透明)を減圧留去した。得られた固体に塩化メチレンを20mL新たに加えて溶解させる。続いて、20mLの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、20mLのイオン交換水で2回、20mLの飽和食塩水で2回洗浄した。回収した有機相を硫酸ナトリウムで脱水した後、乾燥剤を濾過で取り除き、濾液の溶媒を減圧留去した。得られた反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、0.061gの黄色固体(化合物86(化合物r))を得た。収率は52%であった。なお、シリカゲルカラムクロマトグラフィーには、展開溶媒として、初め塩化メチレンのみから徐々に極性を上げていき最終的に塩化メチレン/酢酸エチル(=2/1(容積比))を用いた。
200mLの三角フラスコに、0.086g(0.158mmol)のテトラ−n−オクチルアンモニウムブロミドを量りとり、36mLのトルエンに溶解した後、12mLのイオン交換水に溶解した0.029g(0.070mmol)のテトラクロロ金酸・四水和物を加えて激しく撹拌した。次に、25mLのトルエンに加熱溶解した0.051g(0.079mmol)の化合物86を加えて15分間撹拌した後、12mLのイオン交換水に溶解した0.031g(0.817mmol)の水素化ホウ素ナトリウムを加え、激しく撹拌しながら室温で1晩反応させた。反応混合液を500mLの褐色分液ロートに移してトルエン相を回収した後、水浴の温度を30℃に設定したエバポレータで液量が5mL程度になるまで濃縮した。この濃縮液を30mLのメタノールに滴下し、室温で一晩撹拌した後、生じた沈殿を濾集した。得られた固体の光学顕微鏡観察を行い、不純物であるアンモニウム塩の透明結晶が観察された場合には、固体を約5mLのトルエンに溶解し、同様の再沈殿操作を行った。この操作を透明結晶が確認されなくなるまで合計3回行った後、減圧乾燥させて66mgの黒色の粒子(NP−r)を得た。この粒子(NP−r)の構成を図31に示す。また、粒子(NP−q)および粒子(NP−r)のTEM画像を図32に示す。
また、比較例として、和光純薬製のノルマル−1−ドデカンチオール(以下、化合物gともいう)をリガンドとして用いたコアシェル型ナノ粒子の作成を、上述した場合と同様にして行ない、黒色粉末を0.1g得た。なお、化合物gの化学式を図6に示す。
化合物aのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−a(実施例1)
化合物bのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−b(実施例2)
化合物cのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−c(実施例3)
化合物dのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−d(実施例4)
化合物eのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−e(実施例5)
化合物fのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−f(実施例6)
化合物pのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−p(実施例7)
化合物gのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−g(比較例)
化合物qのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−q(実施例8)
化合物rのチオールから得られた黒色固体の物質名をNP−r(実施例9)
次に、化合物pと物質NP−pとの蛍光測定について、図24(a)、図24(b)を参照して説明する。
次に、導波路について説明する。導波路として入射した光を伝播させるために、本発明の一実施形態ではプラズモンポラリトンを用いた。プラズモンポラリトンは膜表面に沿って移動する性質がある特殊な光の状態である。プラズモンポラリトンを発生させるため、コアシェル型ナノ粒子を全反射プリズムの全反射面に塗布して薄膜を形成し、全反射によるエバネッセント光をコアシェル型ナノ粒子に照射した。この結果、コアシェル型ナノ粒子はエバネッセント光のエネルギーを吸収し、全反射によりプリズムの外へ出射した光は特定の波長のみが損失する。この波長が光の入射角度によって波長シフトすることにより、プラズモンポラリトンの存在が確かめられる。
次に、上記薄膜の形成と近接場光導波路の形成について、図16(a)乃至図17(c)を参照して説明する。
上述のコアシェル型Auナノ粒子(例えば、物質NP−e)をジクロロメタンまたはトルエンに溶解し、スピンコート法を用いて1000rpmでBK7からなる直角プリズム51上に塗布し、図18に示す配線パターンを有する導波路の測定サンプル50を形成した。この測定サンプル50を用いて図19に示すような光学系を構成した。ハロゲンランプ52を光源とする光を、レンズ53、ピンホール54、レンズ55、ミラー56、偏光板57、ピンホール58、およびレンズ59を通して、1mmに絞り、直角プリズム51に入射した。45度の角度でプリズム51上の測定サンプル50の形成面で全反射を行い、出射した光を、レンズ60、61を通して光ファイバー62内に導き、波長ごとの吸収データをパーソナルコンピュータPCに記憶した。この吸収データを図20に示す、この図20からわかるように、600nm付近に特有の吸収が得られている。このプリズムの角度を2度回転させて吸収を観測し、さらに角度を2度回転させて吸収を観測した。この結果、吸収ピークは長波長側にシフトした。この測定によってプラズモンポラリトンの発生を確認した。
Claims (10)
- 金属と、
水素結合性基、前記水素結合性基と異なる吸着基、および芳香環を含み下記の化学式に示す構造を有する化合物と、
を備え、
Mを前記金属、Aを前記吸着基(チオール基、アミノ基、カルボキシル基)、Bを前記水素結合性基(アミド結合基、ウレア結合基もしくはこれらの誘導体、またはチオール基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基の1つまたは複数を有する構造およびこれらの誘導体)、aを0以上の整数、bを0以上の整数、cを1以上の整数、R1を芳香環(π電子数24までの平面環)およびこの芳香環の誘導体、R2〜R5を水素原子、飽和炭化水素、不飽和炭化水素、エーテル結合、エステル結合、シアノ基もしくはこれらの誘導体とするとき、前記化学式は以下の式で表されることを特徴とする粒子。
- 前記分子は下記のいずれかの構造を有していることを特徴とする請求項1記載の粒子。
- 前記分子は下記のいずれかの構造を有していることを特徴とする請求項1記載の粒子。
- 支持基板と、
請求項3記載の粒子が前記支持基板上に堆積され、プラズモンポラリトンが伝播する配線層となる粒子層と、
を備えていることを特徴とする近接場光導波路。 - 金属と、
前記金属のリガンドとして設けられ分子内に、チオール基、アミド結合、およびアルキレンを有するか、またはチオール基、カルボキシラト、およびアルキレンを有する化合物と、
を備えていることを特徴とする粒子。 - 前記リガンドは、前記アルキレン間のファンデルワールス力と、アミド結合間の水素結合によって安定化されることを特徴とする請求項5記載の粒子。
- 前記リカンドとして設けられた化合物は、芳香環を更に含むことを特徴とする請求項5または6記載の粒子。
- 前記リガンドは、前記アルキレン間のファンデルワールス力と、前記芳香環同士のπ−πスタッキングによって安定化されることを特徴とする請求項7記載の粒子。
- 前記リガンドとして設けられた化合物はアミド結合を有し、前記リガンドは、アルキレン間のファンデルワールス力と、前記アミド結合間の水素結合と、前記芳香環同士のπ−πスタッキングによって安定化されることを特徴とする請求項8記載の粒子。
- 前記化合物は下記のいずれかの構造を有していることを特徴とする請求項5記載の粒子。
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