JP2011102271A - ヘキサベンゾコロネン−ジアリールエテン連結分子からなる同軸ナノチューブによる光導電性の変調 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、ナノチューブにおける光電導性を外部刺激により調整することができる新規なナノサイズ構造体、及びそれを用いた光電導性材料を提供する。
【解決手段】
本発明は、光の照射により開環／閉環を可逆的に行うことができるジチエニルエテン（ＤＴＥ）を有する基を有するヘキサペリヘキサベンゾコロネン（ＨＢＣ）誘導体、及びその自己組織化により形成される内外表面にＤＴＥ部分を有するナノサイズの構造体に関する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ナノチューブにおける光電導性を外部刺激により調整することができる新規なナノサイズ構造体、及びそれを用いた光電導性材料に関する。より詳細には、本発明は、光の照射により開環／閉環を可逆的に行うことができるジチエニルエテン（ＤＴＥ）を有する基を有するヘキサペリヘキサベンゾコロネン（ＨＢＣ）誘導体、及びその自己組織化により形成される内外表面にＤＴＥ部分を有するナノサイズの構造体に関する。

近年、有機分子や高分子化合物を用いた電子デバイスに関する研究、開発が盛んに行われている。有機物を電子デバイスとして用いる利点としては、素子の軽量化や構造体のフレキシブル化、またプロセスを簡便化できる点などが挙げられる。また、有機物よりなる電子デバイスの作製方法として、各素子の微細化に伴い、分子を最小単位として用いることによるボトムアップ型の素子構造作製プロセスが注目を集めている。
しかしながら、一分子を一つの素子として作動できるデバイスは、研究段階では行われているものの、現時点では実用化には至っていない。その理由としては、単一分子のサイズが数ｎｍ以下であり、現在の半導体デバイス作製の微細加工技術を用いて組み込むには小さすぎる点が挙げられる。従って現在実用化に至っている液晶、有機ＥＬ素子などに代表される有機分子デバイスは、有機分子のバルクとしての性質を利用していると考えることができる。

一方で、分子プログラミングによるナノマテリアル創成に関する研究が盛んに行われている。分子プログラミングとは、分子が自己組織化により特定の集合形体をとり、さらに物性、機能を発現するよう、あらかじめ分子を精密に設計することを指すが、このようにしてデザインされた分子を用いて自己組織化を行うことにより、極めて簡便な溶液プロセスでナノ構造体を構築できる利点がある。実際、分子の自己組織化によりナノドットやナノファイバー、ナノチューブなど、様々なナノ構造体の自発的形成が報告されている。超分子ナノチューブは、一本一本がナノメートルオーダーの構造体であり、各々のナノチューブを構成単位とする機能性ナノマテリアルとして利用できる点が、従来の有機あるいは高分子薄膜デバイスとは本質的に異なるのである。しかしながら、従来、これらのナノ構造体を構成する分子しとして用いられてきたものは、脂質などの両親媒性化合物であり、電子的、光化学的特性等に乏しく、構造体が得られても、それらの殆どは電子的光化学的特性等に乏しく、実用化には至っていない。

これに対して本発明者等は、ナノ構造体構築の基本要素としてヘキサペリヘキサベンゾコロネン（ＨＢＣ）に着目し、ＨＢＣ骨格に親水性置換基と疎水性置換基を導入することにより、直径約２０ｎｍ、アスペクト比５０００以上の超分子ナノチューブが溶液プロセスにより簡便かつ定量的に得られることを報告してきている（特許文献１及び２参照）。
このＨＢＣナノチューブは、π−スタッキング相互作用によりＨＢＣ平面がらせん状に配列しており、化学ドーピングにより容易に電荷キャリア（ホール）を形成し導電性を示す（抵抗率１０Ωｃｍ）。このようなＨＢＣを含むドナー−アクセプター系として、以下の非特許文献１〜３に記載された系が知られているが、これらはいずれもＨＢＣ分子にペリレンやトリニトロフルオレノン（ＴＮＦ）等の電子受容性の分子をドープした系である。
また、ＨＢＣ類を有機半導体材料として使用することも報告されており（特許文献３〜６参照）、このような有機半導体を用いた太陽電池の開発も報告されている（特許文献７参照）。さらに、ＨＢＣ類の電荷輸送物質としての性質に着目し、電子写真感光体の感光層表面における酸掃去剤として第三級アミンを有するＨＢＣ誘導体を使用することが報告されている。これは、電子写真感光体の感光層表面が、繰り返しの使用や、周辺環境により生じる酸化性物質による劣化を防止するために感光層におけるこのような酸化性物質を中和するための酸掃去剤として、塩基性でありかつ電荷輸送能を有する物質である第三級アミンを有するＨＢＣ誘導体が開発されてきたものである（特許文献８参照）。
また、近年のエネルギー問題や地球温暖化などの環境問題ともあいまって、有機薄膜太陽電池の開発には大きな注目が集まっている。有機薄膜太陽電池において光−電気変換効率を向上させるための方法として、電子供与体と受容体が分子レベルで相分離した構造を実現することが提案されている。本発明者らは、ＴＮＦやフラーレンなどの電子受容性の基を分子中に有する化合物からなる自己組織化ナノチューブを既に報告している（特許文献９〜１１及び非特許文献４参照）。

溶液プロセスにより形成されるこれら超分子ナノチューブは、電子供与体と受容体のナノ相分離構造と広い面積での各層の接合という２つの条件を満たしており、電子供与性のＨＢＣがπ−スタッキング相互作用によりナノチューブの壁内に整列し、このＨＢＣ層をＴＮＦ層又はフラーレン層が両側からラミネートした同軸構造を有している（図１参照）。そして、電子供与体と受容体のナノ相分離構造、及び各層が極めて大きな接合界面によって連結していることにより、このナノチューブは顕著な光電導性を示し、今後有機太陽電池開発へ向けた応用研究が期待されている。
しかしながらこれらのナノチューブは、ナノチューブ材料の選択により光電導性が決定され、光電導性の程度を調整することが困難であった。そこで本発明者らは、さらに検討を続け、このような光電導性を有するナノチューブ材料に、更に他のナノチューブ材料を導入させることにより、ナノチューブ表面の電子受容性の基の被覆率を系統的に変化させることに成功し、ナノチューブの光電導性をチューニング（調整）することができることを見出した。さらに、本発明者らは、このような調整により、ＴＮＦなどの電子受容性の基を分子中に有する化合物のみからなる自己組織化ナノチューブよりも、大きな光電導特性を示すナノチューブを得ることができることも見出して報告してきている(特許文献１２〜１３、及び非特許文献５参照)。
かくして本発明者らは、ナノチューブにおける光電導性を調整することができる新規なナノサイズ構造体、及びそれを用いた光電導性材料を提供することに成功したが、この方法では所望の光電導性を有するナノチューブを得るためには、光電導性を有するナノチューブ材料に、更に他のナノチューブ材料を特定の割合で混合して自己組織化する必要があった。言い換えると、この方法で得られるナノチューブの光導電性は、二種類の材料の混合割合の選択により光電導性が決定され、できあがったナノチューブ自体の光電導性の程度を調整することは困難であった。

特許第４００５５７１号公報 特許第４０１８０６６号公報 特開２００４−１５８７０９号公報 特開２００５−７９１６３号公報 特開２００６−４１４９５号公報 特表２００５−５０４６６３号公報 特開２００３−１６８４９２号公報 特開２００５−１４８３３６号公報 特開２００７−２３８５４４号公報 特開２００９−２０９０６７号公報 特願２００８−２２２７５５号 特開２００８−２７２９１６号公報 特願２００８−２２２８３６号

L. Schmidt-Mende, et al., Science, 2001, 293, 1119 C. Im, W. Tian, et al., Syn. Metals, 2003, 139, 683 C. Im, W. Tian, et al., J. Chem. Phys., 2003, 119, 3952 Y. Yamamoto, et al., Science, 2006, 314, 1761 Y. Yamamoto, et al., J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9276

従来のナノチューブは、ナノチューブ材料の選択により光電導性が決定され、光電導性の程度を調整することが困難であった。本発明は、ナノチューブにおける光電導性を外部刺激により調整することができる新規なナノサイズ構造体、及びそれを用いた光電導性材料を提供する。

そこで本発明者らは、ナノチューブにおける光電導性を外部刺激により調整することができる新規なナノサイズ構造体を開発するために鋭意検討を進め、ジアリールエテン誘導体の一つであるジチエニルエテン（ＤＴＥ）に着目した。ＤＴＥは紫外及び可視光照射により閉環／開環反応を示すことが知られているが、電気化学及び電子スペクトルによるＤＴＥの電子状態の検討から、ＤＴＥはＨＢＣに対し閉環状態の場合にのみ電子受容体として機能するのではないかということが見出された(図２参照)ので、ＤＴＥ部位を有するヘキサペリヘキサベンゾコロネン（ＨＢＣ）誘導体を新たにデザインし、自己組織化によるナノチューブの形成と外部刺激による光電導性の制御を試みた。その結果、ＤＴＥ部位を有するＨＢＣ誘導体が自己組織化して直径約２０ナノメートルのナノチューブを形成すること、このナノチューブは、壁内部に規則正しく配列したＨＢＣカラムに対し、その内外表面をＤＴＥが高密度に覆う同軸構造を有していること(図１のＴＮＦ層に相当する層)を見出した。そして、内外表面のＤＴＥが紫外及び／又は可視光照射により可逆な閉環／開環反応をおこすこと、及びＤＴＥが閉環状態の時にのみ電子受容体として機能し、当該ナノチューブが光導電性を有することを見いだし、本発明に到達した。

即ち、本発明は、下記の一般式（１）

［式中、Ｒ^１はそれぞれ独立してアルキル基を表し、Ｒ^２及びＲ^３は−Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）ｎＯＲ^４（但し、Ｒ^４は水素原子、アルキル基、又はジチエニルエテン（ＤＴＥ）を有する基を表し、Ｒ^２及びＲ^３におけるそれぞれのＲ^４は互いに同一でも異なっていてもよいが、少なくともどちらか一方のＲ^４はＤＴＥを有する基を表す。）を表し、ｎは整数を表す。］
で表されるヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体、及びその自己組織化により形成される内外表面にＤＴＥ部分を有するナノサイズの構造体に関する。

本発明を更に詳細に説明すれば、以下のとおりとなる。
（１）前記した一般式（１）で表されるヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体。
（２）一般式（１）におけるＲ^４が、後記する式（２）又は（３）で表されるジチエニルエテン（ＤＴＥ）を有する基である前記（１）に記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体。
（３）一般式（１）のＲ^１が、それぞれ独立して炭素数１０〜３０のアルキル基である前記（１）又は（２）に記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体。
（４）一般式（１）で表されるヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体が、後記する式（４）又は（５）で表される化合物である前記（１）〜（３）のいずれかに記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体。
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体の自己組織化により形成されるナノサイズの構造体。
（６）自己組織化により形成されるナノサイズの構造体がナノチューブである前記（５）に記載の構造体。
（７）構造体が、光伝導性である前記（５）又は（６）に記載の構造体。
（８）構造体が、外部刺激により光電導性を変調可能である前記（５）〜（７）のいずれかに記載の構造体。
（９）前記（１）〜（４）のいずれかに記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体の自己組織化により形成されるナノサイズの構造体からなる光応答性電荷輸送素子。
（１０）前記（１）〜（４）のいずれかに記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体の自己組織化により形成されるナノサイズの構造体からなる素子の少なくとも１種を含有してなる電子部品材料。

本発明は変調可能な新規なナノサイズの構造体、及びそのための自己組織化可能な新規なヘキサペリヘキサベンゾコロネン（ＨＢＣ）誘導体を提供するものである。本発明のナノサイズの構造体は、自己組織化により生成したナノチューブに紫外及び／又は可視光を照射することにより、容易に、その内外表面のＤＴＥの閉環／開環の割合を制御してナノチューブの光電導特性の変調を行うことができる。
また、これらのヘキサペリヘキサベンゾコロネン（ＨＢＣ）誘導体は、親水性及び疎水性置換基を有し、両親媒性の特性とＨＢＣによるπ−πスタッキング効果を介して自己集積し、超分子ナノチューブを形成することができるだけでなく、さらに変調可能な光伝導特性を併せ持ち、光応答性の新規な素子材料を提供するものである。
本発明のナノサイズ構造体は、光検出素子、光スイッチング素子、光応答性電荷輸送素子などとして多くの電子部品材料に適用されるだけでなく、光を利用した各種の電子材料の新規な機能性素子を提供することができるものである。

図１は、ＨＢＣ層をＴＮＦ層が両側からラミネートした同軸構造を有する従来の同軸ナノチューブの模式図である。 図２は、ＤＴＥの閉環／開環反応における電子状態、及びＨＢＣの電子状態を検討した結果を示すものである。 図３の（ａ）は、式（４）及び式（５）の化合物の分子構造とそれぞれが、可逆的な開環／閉環の光異性化反応を行うことを示し、図３の（ｂ）は、式（４）（開環型）及び式（５）（閉環型）の化合物の自己組織化により生成するナノチューブの模式図で示すと共に、可逆的な開環／閉環の光異性化反応を行うことを示し、図３の（ｃ）は、式（４）（開環型）の化合物の自己組織化により生成するナノチューブをキャストして得られたフィルムの電子スペクトル（左側）及び該フィルムに波長３１０ｎｍの紫外光を３０分照射した後のフィルムの電子スペクトル（右側）を示している。 図４は、化合物１４_Ｏ（開環体）及び化合物１４_Ｃ（閉環体）の分子構造と、その異性化を示す。 図５は、化合物１４_Ｏ（開環体）のジクロロエタン溶液（１ｍｇ／ｍｌ）に対し紫外光（ＵＶ３１０，λ＝３１０ｎｍ，半値幅１０ｎｍ）照射を行ったときの溶液の色変化を示すカラー写真である。横軸は時間（秒）示す。 図６は、本発明の化合物１４_Ｏ（開環体）から得られた本発明のナノチューブの走査型(左)及び透過型(右)のそれぞれの電子顕微鏡写真を示す。 図７は、本発明の化合物１４から得られた本発明のナノチューブ１４_Ｏ−ＮＴ（開環体）及び１４_Ｃ−ＮＴ(閉環体) の粉末Ｘ線回折パターンを示す。黒線（下側）はナノチューブ１４_Ｏ−ＮＴ（開環体）のものを示し、赤線（上側）はナノチューブ１４_Ｃ−ＮＴ(閉環体)のものを示す。 図８は、本発明の化合物１４_Ｏ（開環体）からなるナノチューブ（１４_Ｏ−ＮＴ）薄膜のＵＶ_３１０照射による色の変化（上段）を示したカラー写真であり、及び電子スペクトルの変化（下段）を、それぞれの時間（秒）においてカラーの線で示したものである。 図９は、本発明の化合物１４_Ｃ（閉環体）からなるナノチューブ（１４_Ｃ−ＮＴ）薄膜のＶＩＳ_{５８０−６５０}照射による電子スペクトルの変化を、それぞれの時間（秒）においてカラーの線で示したものである。 図１０の（ａ）（左側）は、ナノチューブ１４_Ｏ−ＮＴ（オレンジ色の線）及び１４_Ｃ−ＮＴ（緑色の線）の励起波長４５０ｎｍにおけるＦＰ−ＴＲＭＣプロファイルをカラーの線で示し、図１０の（ｂ）（右側）は、ナノチューブ１４_Ｏ−ＮＴ（オレンジ色の線）及び１４_Ｃ−ＮＴ（緑色の線）の光電流アクションスペクトルをカラーの線で示している。 図１１の（ａ）（左側）は、ナノチューブ１４_Ｏ−ＮＴ（オレンジ色の線）及び１４_Ｃ−ＮＴ（緑色の線）の薄膜のＶＩＳ_{４３０−４７０}照射下での電流−電圧特性をカラーの線で示し、図１１の（ｂ）（右側）は、ＶＩＳ_{４３０−４７０}照射下での光電流変化をカラーの線で示している。外部電圧は＋２Ｖで、オレンジ色の線及び緑色の線のプロットは、それぞれＵＶ_３１０及びＶＩＳ_{５８０−６５０}照射時間に対する光電流値を示す。

上記一般式（１）において、Ｒ^１で表されるアルキル基としては、例えば、炭素数が１〜３０、好ましくは１０〜３０、より好ましくは１０〜２０、最も好ましくは１２の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基が挙げられ、好ましい具体例としては、例えば、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシルル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基などが挙げられ、これらは直鎖状、分枝状又は環状の何れであってもよい。また、炭素数が１０以下のアルキル基の場合は、例えばｔ−ブチル基のような嵩高い基が好ましい。
上記一般式（１）において、Ｒ^２及びＲ^３で表されるＣ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＯＲ^４におけるＲ^４で表されるアルキル基としては、例えば、炭素数が１〜２０、好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第二級ブチル基、第三級ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
また上記一般式（１）において、Ｒ^２及びＲ^３で表されるＣ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＯＲ^４におけるＲ^４で表されるＤＴＥを有する基としては、置換基を有してもよいエチレン基の両端に置換基を有してもよいチエニル基又は置換基を有してもよいジヒドロチエニル基が結合した構造を有する基であって、ポリエチレングリコール鎖の先端に結合できる基、例えば、フェニル基のようなリンカー基を介した水酸基やアミノ基等を有するものであれば特に制限はないが、合成の容易さから下記式（２）又は式（３）で表される基が好適である。

上記一般式（１）における、ｎは任意の正の整数であってよいが、２以上の整数がより好ましい。好ましいｎとしては、１〜１０、１〜５、２〜１０、又は２〜５の整数が挙げられる。
Ｒ^２及びＲ^３で表されるＣ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＯＲ^４の好ましい具体例としては、例えば、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＯＨ、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＯＣＨ_３等が挙げられ、中でも、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_２ＯＨ、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_３ＯＨ、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_４ＯＨ、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_６ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_２ＯＣＨ_３、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_３ＯＣＨ_３、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_４ＯＣＨ_３、Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_３ＯＲ_５［Ｒ^５は式（２）又は式（３）で表されるＤＴＥを有する基］等がより好ましい例として挙げられるが、勿論これに限定されるものではない。
上記一般式１で表される化合物として最も好ましい化合物の例としては、例えば次の式（４）又は式（５）で表される化合物が挙げられる。

上記の式（４）で表される化合物はジクロロメタンに良溶解性であり、該溶液は３６２ｎｍに分子状のＨＢＣに基づく吸収帯を有するとともに、開環型のＤＴＥに特徴的な３１０ｎｍ付近の吸収肩を有している。この化合物は、溶液中において、遊離のＤＴＥと同様にＤＴＥ部が可逆的な開環／閉環の光異性化反応を行うことが確認された。すなわち、上記の式（４）で表される化合物のジクロロメタン溶液に、波長３１０±５ｎｍの紫外光を照射すると溶液の色が黄色から濃緑色に変化するとともに、３１０ｎｍ付近の吸収が消滅し新たに、閉環型のＤＴＥ（式（５）の化合物）に基づく５００〜７５０ｎｍの吸収帯が現れる。そしてこの濃緑色の溶液に５８０〜６５０ｎｍの可視光を照射すると溶液の色は再び黄色となり、吸収スペクトルは初期の式（４）の化合物の溶液のものと完全に一致した。

本発明の一般式（１）で表される化合物は、特許文献１〜２又は特許文献９〜１３に記載されている方法に準じて製造することができる。より具体的には、後述する実施例に記載の方法に準じて本発明の一般式（１）で表される化合物を製造することができる。ＤＴＥ部は、開環した状態で製造してもよいし、閉環した状態で製造してもよい。ＤＴＥ部の導入は、ハロゲンなどの脱離基を有する化合物とした後、置換反応により導入することもできるし、縮合反応により導入することもできる。

上記一般式（１）で表される化合物はこれを１以上の溶剤に溶解することにより、自己組織化してナノチューブを形成する。自己組織化物は特許文献１〜２又は特許文献９〜１３に記載されている方法により作製することができるが、好ましくは上記式（４）又は（５）で表される化合物を加熱したジクロロメタンに溶解した後、放冷し室温で数日間熟成して得られる懸濁液を濾過するか又は基板上にキャストすることにより定量的に得ることができる。かくして得られた自己組織化物を走査型電子顕微鏡で観察するとアスペクト比の非常に大きいナノチューブの存在が認められ、透過型電子顕微鏡観察で肉厚（３ｎｍ）と直径（２０ｎｍ）の揃ったナノチューブであることが確認された。本発明のナノチューブを模式化したものを図３の（ｂ）に示す。図３の（ｂ）に示されるように、本発明のナノチューブは、グラファイト状にπ−スタックした２層のＨＢＣユニット（図３では紫色で示されている）の内外面を開環型のＤＴＥ層（黄色で示されている）及び閉環型のＤＴＥ層（緑色で示されている）がラミネートした同軸構造をとっている。
特筆すべきは上記一般式（１）で表される化合物のＤＴＥ部が開環型であっても閉環型であってもそれらの自己組織化物は幾何学的に同一形状のナノチューブであることであり、これらのナノチューブは上記一般式（１）で表される化合物の溶液中での光化学的挙動と同様の振る舞いを示すことである。すなわち、図３に示すように、上記一般式（４）で表される化合物の自己組織化物のジクロロメタン懸濁液を石英板にキャストして乾燥させて得た黄色の薄膜は、４３０ｎｍと４６０ｎｍに自己組織化したＨＢＣに特徴的な吸収帯を有するとともに、開環型のＤＴＥに特徴的な３１０ｎｍ付近の吸収肩を有していて、３１０±５ｎｍ紫外光を照射すると薄膜の色が黄色から濃緑色に変化するとともに、３１０ｎｍ付近の吸収が消滅し新たに閉環型のＤＴＥに基づく５００〜７５０ｎｍの吸収帯が現れる。この濃緑色の薄膜のスペクトルは上記一般式（５）の化合物から同様にして得た濃緑色の薄膜と完全に一致している。そしてこれらの濃緑色の薄膜に４３０〜４６０ｎｍの可視光を照射すると薄膜の色は再び黄色となり、吸収スペクトルは初期の薄膜のものと完全に一致する。かくして、上記一般式（１）で表される化合物が自己組織化して生成するナノチューブは化合物溶液と同様にＤＴＥ部が可逆的な開環／閉環の光異性化反応を行うことが確認された。

図３の（ａ）は本発明の一般式（１）で表される化合物の例を示しており、式中のＲはＤＴＥ部を示している。図３の（ａ）はこれらの化合物が、溶液中において可逆的な開環／閉環の光異性化反応を行うこと示している。また、（ｂ）は自己組織化させてナノチューブとなった状態を示しており、これらのナノチューブにおいても溶液中の状態と同様に、可逆的な開環／閉環の光異性化反応を行うことを示している。図３の（ｃ）は、開環状態及び閉環状態における、それぞれの可視紫外スペクトルのチャートを示している。

さらに、たとえば上記一般式（４）で表される化合物の自己組織化物から得られる開環型のＤＴＥ部を有する薄膜に３１０±５ｎｍ紫外光を照射する場合、照射量に応じてＤＴＥ部の開環／閉環の割合が変化する。すなわち、ＤＴＥ部の開環／閉環の割合は、紫外光の照射量により所望の割合に自由に制御することができることになる。また、逆に、閉環型のＤＴＥ部を有する薄膜に５８０〜６５０ｎｍの可視光を照射した場合にも同様のこととなる。
ここで注目すべきは、ナノチューブの内外表面に存在するＤＴＥの可逆的な開環／閉環の光異性化反応の課程を通して、π−スタックしたＨＢＣユニットに基づく吸収（４３０ｎｍと４６０ｎｍ）の位置と強度が影響を受けないことであり、このことは自己組織化して生成するナノチューブのＨＢＣユニットのグラファイト様のカラム状の二層構造が内外表面のＤＴＥ部の幾何学的な構造変化にも拘わらず安定であることを示している。

さらに、上記一般式（１）で表される化合物の自己組織化ナノチューブに、４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長を持つ可視光を照射すると導電性が発現するが、ナノチューブの内外表面に存在するＤＴＥ部の開環／閉環状態により、それぞれの光導電度は著しく異なり、閉環型のＤＴＥ部を有する自己組織化ナノチューブは開環型のＤＴＥ部を有する自己組織化ナノチューブの光導電度の約５倍の光導電度を有する。そして、開環型と閉環型が混在するＤＴＥ部を有する自己組織化ナノチューブの光導電度は閉環型のＤＴＥの密度に依存し、前述したように閉環型のＤＴＥの密度は３１０±５ｎｍ紫外光又は５８０〜６５０ｎｍの可視光の照射により制御することができるので、本発明の自己組織化ナノチューブの光導電度は、閉環型のＤＴＥ部を有する自己組織化ナノチューブの導電度と開環型のＤＴＥ部を有する自己組織化ナノチューブの光導電度との間の任意の値に制御することができることになる。
なお、上記一般式（１）で表される化合物の自己組織化ナノチューブに導電性を発現させるべく、４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長を持つ可視光を照射した時に自己組織化ナノチューブ上の閉環型のＤＴＥの一部が開環型に異性化することがあるが、この異性化は４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長を持つ可視光と制御された量の３１０±５ｎｍの紫外光を同時に照射することにより、防ぐことができる。

以上のように、本発明は、自己組織化により形成されるナノサイズの構造体、好ましくは超分子ナノチューブからなる光伝導性材料を提供するものであり、本発明の光伝導性材料は、変調可能な新規な電子材料を提供するものであり、光検出素子、光スイッチング素子、光応答性電荷輸送素子などとして多くの電子部品材料に適用されるものである。本発明の電子部品材料は、例えば、太陽電池材料、光検出素子材料、分子導線などナノデバイスなどへ応用可能なものである。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
試薬及び測定
試薬は特に断らない限り、市販品をそのまま使用した。ジクロロメタン（ＣＨ_２Ｃｌ_２）及びブロモベンゼンはアルゴン雰囲気下にカルシウムハイドライド（ＣａＨ_２）で乾燥し、使用前に蒸留した。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）は金属ナトリウムとベンゾフェノンの混合物を加えてアルゴン雰囲気下還流して使用直前に蒸留して用いた。
^１Ｈ及び^１３Ｃ−ＮＭＲはJEOL model NM-Excalibur 500 スペクトロメーターを用いて２９８°Ｋで、それぞれ５００ＭＨｚ及び１２５ＭＨｚで、重水素化溶媒中に残存する非重水素化溶媒を内部標準として測定した。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析はApplied Biosystems BioSpectrometry^ＴＭ Workstation model Voyager-DE^ＴＭ STR スペクトロメーターを用いて、ジスラノールをマトリックスとして測定した。
電子スペクトルは温度制御機構付きJASCO model V-560 UV/VIS スペクトロメーターを用いて石英板又は光路長１ｃｍの石英セルで測定した。
赤外吸収スペクトルはJASCO model FT/IR-660_Ｐｌｕｓ フーリエ変換赤外スベクトロメーターを用いて２５℃で測定した。
サイクリックボルタンメトリーはALS/[H] CH Instruments model 622 電気化学アナライザーを用い、炭素作用電極と白金線カウンター電極により、カロメル電極（ＳＣＥ）を参照電極として２５℃で測定した。
走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）はJEOL model JSM-6700F FE-SEMを用いて５ＫＶで撮影した。透過型電子顕微鏡写真はPhilips model Tecnai F20 電子顕微鏡を用い、Gatan slow scan CCD カメラで低線量状態下に測定した。
Ｘ線回折パターンはRigaku model RINT-2500 回折計を用いてＣｕＫαを線源として室温で測定した。

化合物１４（開環体）の製造
次に示す化学反応式にしたがって、まず化合物５を製造し、これを別途製造した化合物１３と反応させて目的の化合物１４を製造した。

１．３−ブロモ−２−エチル−５−チオフェンボロン酸（3-Bromo-2-ethyl-5-thiopheneboronic acid）(化合物１)の製造
乾燥ジエチルエーテル（１８ｍｌ）に２，４−ジブロモ−５−エチルチオフェン（１ｇ，３．７ｍｍｏｌ）を加えアルゴン雰囲気下、−７８℃でｎ−ＢｕＬｉのヘキサン溶液（１．６Ｍ，２．４ｍｌ，３．８ｍｍｏｌ）を加えて１時間撹拌した。次いでホウ酸トリブチル（１．５ｍｌ）を徐々に加え、−７８℃で４時間撹拌した後、室温で一夜撹拌して反応させた。反応混合物は濃塩酸で中和した後ジエチルエーテルで抽出し、生成した沈殿物を濾別して化合物１を固体として得た（収量：０．５９ｇ，２．５ｍｍｏｌ，収率：６８％）。

２．３−ブロモ−２−エチル−５−（４−メトキシフェニル）チオフェン（3-Bromo-2-ethyl-5-(4-methoxyphenyl)thiophene）(化合物２)の製造
１５ｍｌのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）と炭酸ナトリウム（１ｇ）を含む水（５ｍｌ）と４−ヨードメトキシベンゼン（８１２ｍｇ，４ｍｍｏｌ）との混合物に化合物１（０．５９ｇ，２．５ｍｍｏｌ）を加え、７０℃で５時間還流して反応させた。反応生成物はジエチルエーテルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥して濾過した後、濃縮した。濃縮残渣はヘキサンを溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物２を無色の油状の液体として得た（収量：０．６ｇ，２．０２ｍｍｏｌ，収率：８１％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，aceton-ｄ_６）：δ(ppm)
7.56-7.53 (2H, m), 7.16 (1H, s), 6.99-6.96 (2H, m),
3.83 (3H, s), 2.81-2.75 (2H, m), 1.28-1.24 (3H, m).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，aceton-ｄ_６）：δ(ppm)
160.5, 142.0, 140.1, 127.2, 126.7,
125.1, 115.2, 108.7, 55.6, 23.4, 15.4.

３．１−［２−エチル−５−（４−メトキシフェニル）−３−チエニル］−ペルフルオロシクロペンテン（1-[2-Ethyl-5-(4-methoxyphenyl)-3-thienyl]-perfluorocyclopentene ）(化合物３)の製造
乾燥ＴＨＦ（１５ｍｌ）に化合物２（２３３ｍｇ，０．７８ｍｍｏｌ）を溶かしアルゴン雰囲気下、−７８℃でｎ−ＢｕＬｉのヘキサン溶液（１．６Ｍ，０．５ｍＬ，０．８ｍｍｏｌ）を徐々に加えて１時間撹拌した。この反応液にパーフルオロシクロペンテン（５０９ｍｇ，２．４ｍｍｏｌ）を加えて、−７８℃で更に１時間撹拌して反応させた。次いで水を加えて反応を停止させ、反応液をジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過して得た濾液を蒸発乾涸した。残渣をヘキサン／ジクロロメタン（９／１，ｖ／ｖ）を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、白色粉末状の化合物３を得た（収量：２２４ｍｇ，０．５５ｍｍｏｌ，収率：７０％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，aceton-ｄ_６）：δ(ppm)
7.61-7.58 (2H, m), 7.28 (1H, s), 7.01-6.98 (2H, m), 3.86 (3H, s),
2.88-2.83 (2H, m), 1.34 (3H, t, J = 7.5Hz).

４．２−エチル−３−（２−（２−エチル−５−（４−メトキシフェニル）チオフェン−３−イル）−３，３，４，４，５，５−ヘキサフルオロシクロペント−１−エニル）−５−フェニルチオフェン
（2-Ethyl-3-(2-(2-ethyl-5-(4-methoxyphenyl)thiophen-3-yl)-3,3,4,4,5,5-hexafluoro cyclopent-1-enyl)-5-phenylthiophene ）(化合物４)の製造
化合物３（１２３ｍｇ，０．３ｍｍｏｌ）の乾燥ＴＨＦ（１２ｍｌ）溶液にアルゴン雰囲気下、−７８℃でｎ−ＢｕＬｉのヘキサン溶液（１．６Ｍ，０．２３ｍｌ，０．３７ｍｍｏｌ）を徐々に加え１時間撹拌した。この反応液にコバタカ等の文献（S. Kobataka, et al., J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12135.）に記載の方法に従って合成した３−ブロモ−２−エチル−５−フェニルチオフェン（８８ｍｇ，０．３３ｍｍｏｌ）の乾燥ＴＨＦ（５ｍｌ）溶液を加え、−７８℃で２時間反応させた後、メタノールを加えて反応を停止させた。反応生成物はジエチルエーテルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過して得た濾液を蒸発乾涸した。残渣はジクロロメタンを溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物４を無色の固体として得た（収量：１４０ｍｇ，０．２４ｍｍｏｌ，収率：８１％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，aceton-ｄ_６）：δ(ppm)
7.67-7.65 (2H, m), 7.59-7.58 (2H, m), 7.46-7.41 (3H, m),
7.35-7.34 (2H, m), 6.99-6.97 (2H, m), 3.83 (3H, s),
2.50-2.43 (4H, m), 1.01-0.96 (6H, m).
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_３０Ｈ_２４Ｆ_６ＯＳ_２として、計算値：［Ｍ］^＋ ５７８．６３
実測値： ５７７．９９

５．４−（５−エチル−４−（２−（２−エチル−５−フェニルチオフェン−３−イル）−３，３，４，４，５，５−ヘキサフルオロシクロペント−１−エニル）チオフェン−２−イル）フェノール
（4-(5-Ethyl-4-(2-(2-ethyl-5-phenylthiophen-3-yl)-3,3,4,4,5,5-hexafluorocyclopent -1-enyl)thiophen-2-yl)phenol ）(化合物５)の製造
化合物４（１１６ｍｇ，０．２ｍｍｏｌ）のジクロロメタン（１０ｍｌ）溶液に三臭化硼素（２９μｌ，０．３ｍｍｏｌ）を０℃で加え、０℃で１時間撹拌した。更に室温で一夜撹拌して反応させた後、反応液を氷水とＴＨＦの混合物に注ぎジクロロメタンで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過して得た濾液を蒸発乾涸した。蒸発残渣はヘキサン／ジクロロメタン（１／１，ｖ／ｖ）を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物５を無色の固体として得た（収量：１０８ｍｇ，０．１９ｍｍｏｌ，収率：９６％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，aceton-ｄ_６）：δ(ppm)
7.67 (2H, s), 7.51-7.28 (9H, m), 6.90-6.88 (2H, m),
2.49-2.43 (4H, m), 1.01-0.95 (6H, m).

６．ｐ−トルエンスルホン酸２−［２−（２−クロロエトキシ）エトキシ］エチル（2-[2-(2-Chloroethoxy)ethoxy]ethyl-p-toluenesulfonate ）(化合物６)の製造
トリエチルアミン（６．５ｇ，６４．２ｍｍｏｌ）と４−ジメチルアミノピリジン（１００ｍｇ，０．８２ｍｍｏｌ）と２−［２−（２−クロロエトキシ）エトキシ］エタノール（５ｇ，２９．６ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（３０ｍｌ）に溶解し、この溶液を氷冷して、ｐ−トルエンスルホン酸クロリド（６．７８ｇ，３５．５ｍｍｏｌ）のジクロロメタン（１０ｍｌ）溶液を滴下した。反応混合物を２５℃まで昇温して１２時間撹拌した後、水中に投入しジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン層は水洗し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、蒸発乾涸した。蒸発残渣は酢酸エチル／ヘキサン（１／２，ｖ／ｖ）を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物６を無色の油状物として得た（収量：９．０ｇ，２７．９ｍｍｏｌ、収率：９３％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.78 (2H, d, J = 8.1Hz), 7.32 (2H, d, J = 8.6Hz),
4.15 (2H, t, J = 4.7Hz), 3.73-3.56 (10H, m), 2.43 (3H, s).
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_１５Ｈ_２４Ｏ_６Ｓとして、計算値：［Ｍ＋Ｎａ］^＋ ３５５．４
実測値： ３５５．０７
計算値：［Ｍ＋Ｋ］^＋ ３７１．５
実測値： ３７１．０

７．４−ブロモ−４’−｛２−［２−（２−クロロエトキシ）エトキシ］エトキシ｝−ビフェニル
（4-Bromo-4’-{2-[2-(2-chloroethoxy)ethoxy]ethoxy}-biphenyl）(化合物７)の製造
４−（４’−ブロモフェニル）フェノール（９．９６ｇ，４０ｍｍｏｌ）とｐ−トルエンスルホン酸２−［２−（２−クロロエトキシ）エトキシ］エチルエステル（化合物６，１４．２ｇ，４４ｍｍｏｌ）のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ，３０ｍｌ）溶液に炭酸カリウム（６．０８ｇ，４４ｍｍｏｌ）を加え、次いで１８−クラウン−６−エーテル（５８０ｍｇ，２．２ｍｍｏｌ）を加えた。得られた懸濁液をアルゴン雰囲気下で撹拌しながら、６０℃で１５時間反応させた。反応混合物を２５℃まで冷却した後、蒸発乾涸し、残渣をジクロロメタン／水で抽出した。有機層をブラインで洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過して得た濾液を蒸発乾涸した。蒸発残渣は酢酸エチル／ヘキサン（１／２，ｖ／ｖ）を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物７を無色の固体として得た（収量：１４．４ｇ，３６．２ｍｍｏｌ，収率：９０％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.51 (2H, d, J = 8.5Hz), 7.45(2H, d, J = 9.0Hz),
7.38 (2H, d, J = 8.5Hz), 6.98 (2H, d, J = 9.0Hz),
4.16 (2H, t, J = 4.5Hz), 3.87 (2H, t, J = 5.0Hz),
3.77-3.69 (6H, m), 3.62 (2H, t, J = 5.5Hz).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
158.5, 139.6, 132.6, 131.7, 128.2, 127.9, 120.7, 115.0,
71.4, 70.9, 70.7, 69.8, 67.6, 42.8.
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_１８Ｈ_２０ＢｒＣｌＯ_３として、計算値：［Ｍ］^＋ ３９８．０３
実測値： ３９８．０１

８．１−［４’−｛２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］エトキシ｝−４−ビフェニリル］−２−［４’−｛２−［２−（２−クロロ−エトキシ）エトキシ］エトキシ｝−４−ビフェニリル］エチン
（1-[4’-{2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]ethoxy}-4-biphenylyl]-2-[4’
-{2-[2-(2-chloro-ethoxy)ethoxy]ethoxy}-4-biphenylyl]-ethyne）(化合物８)の製造
化合物７（２．９ｇ，７．３ｍｍｏｌ）、１，８−ジアザビシクロ｛５，４，０｝ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ，２０ｍｌ）、ＰｄＣｌ_２（ＰＰｈ_３）_２（２６０ｍｇ，０．３６ｍｍｏｌ）及びＣｕＩ（１４０ｍｇ，０．７３ｍｍｏｌ）のベンゼン（１０ｍｌ）溶液にヤマモト等の文献（Y. Yamamoto, et al., Science 2006 314, 1761）に記載の方法に従って合成した４−｛２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］エトキシ｝−４’−エチニルビフェニル（２．４８ｇ，７．３ｍｍｏｌ）のベンゼン（２０ｍｌ）溶液を滴下し、アルゴン雰囲気下、６０℃で２４時間反応させた。生成した沈殿を濾過して分離し、氷冷したジクロロメタンで洗浄した後、クロロホルムから再結晶して精製し、白色フレーク状の化合物８を得た（収量：２．０ｇ，３．０ｍｍｏｌ，収率：４２％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.58-7.51 (12H, m), 6.99-6.97 (4H, m), 4.18-4.16 (4H, m),
3.89-3.86 (4H, m), 3.76-3.62 (14H, m), 3.55-3.53 (2H, m), 3.37 (3H, s).
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_３９Ｈ_４３ＣｌＯ_７として、計算値：［Ｍ］^＋ ６５８．２７
実測値： ６５８．２８

９．２，５−ジフェニル−３，４−ビス（４−ドデシルフェニル）シクロペンタジエノン（2,5-diphenyl-3,4-bis(4-dodecylphenyl)cyclopentadienone ）(化合物１０) の製造
１，２−ビス−（４−ｎ−ドデシルフェニル）−１，２−ジケトン(化合物９)は、伊藤等の文献（S. Ito, et al., Chem. Euro. J. 2000, 6, 4327.）に記載の方法により合成した。
化合物９（１．５ｇ，２．７５ｍｍｏｌ）とジベンジルケトン（０．５８ｇ，２．７６ｍｍｏｌ）をジオキサンに溶解し１００℃に加熱して、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（１．０Ｍメタノール溶液）（１．０ｅｑ，２．７６ｍｌ）を一度に加え、更に１５分間加熱した。反応混合物を水に注ぎジクロロメタンで抽出し、抽出液を蒸発乾涸した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー［溶離液：ジクロロメタン／ヘキサン（濃度勾配１０−５０％ジクロロメタン）］により精製した。ジクロロメタン／ヘキサン（１：３）を溶離液として分取ＨＰＬＣで更に精製し、蒸発乾涸して溶媒を除き、２，５−ジフェニル−３，４−ビス（４−ドデシルフェニル）シクロペンタジエノン(化合物１０)を紫色の粉末として得た（収量：０．８８ｇ，１．２２ｍｍｏｌ，収率：４４％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.24 (m), 6.96 (4H, d, J = 7.94Hz), 6.80 (4H, d, J = 7.94Hz)，
2.55 (4H, t, J = 7.63Hz), 1.56 (4H, br.), 1.26 (36H, br.),
0.88 (6H, t, J = 6.71Hz).
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_５３Ｈ_６８Ｏとして、計算値：［Ｍ］^＋ ７２１．１
実測値： ７２０

１０．化合物１１の製造
化合物１０（１．０ｇ，１．５ｍｍｏｌ）と化合物８（１．１ｇ，１．５ｍｍｏｌ）の混合物に、ジフェニルエーテル（４ｍｌ）を加え、アルゴン雰囲気下で２４時間加熱還流した後、２５℃まで冷却し、酢酸エチル（３０ｍｌ）で希釈した。得られた混合物をシリカゲルで乾燥した後、溶媒を留去した。蒸発残渣をジクロロメタン／ヘキサン（２／３，ｖ／ｖ）を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物１１を無色の固体として得た（収量：０．４４ｇ，０．３３ｍｍｏｌ，収率：２２％）

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.33-7.31 (4H, m), 7.05 (4H, d, J = 9.0Hz), 6.85-6.79 (18H, m),
6.66 (4H, d, J = 8.5Hz), 6.61 (4H ,d, J = 8.5Hz), 4.10-4.08 (4H, m),
3.84-3.81 (4H, m), 3.74-3.59 (14H, m), 3.53-3.51 (2H, m),
3.34 (3H, s), 2.32 (4H, t, J = 7.5Hz), 1.40-1.34 (4H, m),
1.29-1.19 (32H, m), 1.07 (4H, br.),0.86 (6H, t, J = 7.0Hz,).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，aceton-ｄ_６）：δ(ppm)
157.9, 157.8, 140.7, 140.6, 140.3, 139.6, 139.2(2C), 137.8,
136.8, 136.7, 133.5, 133.4, 131.8, 131.4, 131.2, 127.6 (2C),
126.5 (2C), 124.9, 124.6, 114.6, 71.9, 71.4, 70.8, 70.7, 70.7,
70.6, 69.8 (2C), 67.5, 59.1, 42.8, 35.4, 32.0, 31.2, 29.8 (2C),
29.7, 29.6, 29.5, 28.9, 22.8, 14.2.
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_９１Ｈ_１１１ＣｌＯ_７として、計算値：［Ｍ］^＋ １３５０．８０
実測値： １３５０．７９

１１．化合物１２の製造
化合物１１（０．４４ｇ，０．３３ｍｍｏｌ）のアセトン（３０ｍｌ）溶液にヨウ化ナトリウム（０．１０ｍｇ，０．６６ｍｍｏｌ）を加え、生成した懸濁液をアルゴン雰囲気下で３日間加熱還流した。反応混合物を２５℃まで冷却した後、蒸発乾涸し残渣をジクロロメタン／水で抽出した。有機層を水及び飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネウムで乾燥し、蒸発乾涸した。残渣を酢酸エチル／ヘキサン（１／２，ｖ／ｖ）を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物１２を無色の固体として得た（収量：０．４１ｇ，０．２９ｍｍｏｌ，収率：８６％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.33-7.31 (4H, m), 7.05 (4H, d, J = 8.0Hz), 6.85-6.79 (m, 18H),
6.66 (4H, d, J = 8.5Hz), 6.61 (4H, d, J = 8.5Hz), 4.11-4.08 (4H, m),
3.84-3.81 (4H, m), 3.75-3.62 (12H, m), 3.53-3.51 (2H, m),
3.35 (3H, s), 3.23 (2H, J = 7.0Hz), 2.32 (4H, t, J = 7.0Hz),
1.37-1.36 (4H, m), 1.28-1.07 (36H, m), 0.86 (6H, t, J = 7.0Hz).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，aceton-ｄ_６）：δ(ppm)
157.9, 157.8, 140.7, 140.6, 140.3, 139.6, 139.2(2C), 137.8,136.7(2C),
133.5, 133.4, 131.8, 131.4, 131.1, 127.5(2C), 126.5, 126.4, 124.9,
124.6, 114.6, 72.0,71.9, 70.8, 70.6, 70.6, 70.3, 69.8, 69.7, 67.5(2C),
59.0, 35.3, 32.0, 31.2, 29.8, 29.7, 29.6, 29.4,28.8, 22.8, 14.2.
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ
Ｃ_９１Ｈ_１１１ＩＯ_７として、計算値：［Ｍ］^＋ １４４２．７４
実測値： １４４２．５９．

１２．化合物１３の製造
化合物１２（１．１ｇ，０．７８ｍｍｏｌ）の乾燥ジクロロメタン（２００ｍｌ）溶液にガラスキャピラリを通してアルゴンを吹き込みながら、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３，２．５ｇ，１６ｍｍｏｌ）のニトロメタン（ＭｅＮＯ_２，４ｍｌ）溶液を徐々に加えた。２５℃で１時間撹拌した後、反応混合物をメタノール（２００ｍｌ）に投入した。生成した沈殿を濾過した後、加熱したＴＨＦを溶離液としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで黄色の留分を単離し、更にクロロホルムを溶離液とする中性アルミナのカラムクロマトグラフィーで最初の留分を集めて蒸発乾涸した。残渣をＴＨＦから再結晶して化合物１３を黄色の粘着性の固体として得た（収量：０．５１ｇ，０．３６ｍｍｏｌ，収率：４６％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８，５５℃）：δ(ppm)
8.38 (2H, s), 8.28 (2H, s), 8.11 (2H, d, J = 8.0Hz),
8.04 (2H, d, J = 8.0Hz), 7.96 (2H, s), 7.91 (2H, s),
7.67 (4H, d, J = 8.0Hz), 7.23 (2H, t, J = 8.0Hz),
7.10 (4H, d, J = 8.0Hz), 4.28-4.25 (4H, m), 3.97-3.94 (4H, m),
3.81-3.63 (12H, m), 3.52-3.50 (2H, m), 3.34-3.32 (5H, m),
2.80 (4H, t, J = 8.0Hz), 1.85-1.79 (4H, m), 1.54-1.21 (36H, m),
0.83 (6H, t, J = 7.0Hz).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８，５５℃）：δ(ppm)
158.8, 158.7, 138.8, 136.3, 134.1, 129.1, 128.8, 128.3, 124.6,
123.7, 122.6, 121.9, 120.3, 120.3, 118.6, 118.5, 118.3, 114.9,
80.4, 72.3 (2C), 71.1, 70.9, 70.7, 70.5, 70.1, 70.0, 67.9,
67.0, 58.2, 37.0, 32.1, 32.0, 30.2, 30.1, 30.0 (2C), 29.9,
29.5, 25.0, 22.7, 13.6.
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_９１Ｈ_９９ＩＯ_７として、計算値：［Ｍ］^＋ １４３０．６４
実測値： １４３０．５４

１３．化合物１４（化合物１４_Ｏ：開環体）の製造
化合物１３（２８ｍｇ，０．０２ｍｍｏｌ）と化合物５（１０ｍｇ，０．０１８ｍｍｏｌ）の混合物をＴＨＦ（５ｍｌ）に溶かし、水酸化カリウム（ＫＯＨ，２ｍｇ，０．０４ｍｍｏｌ）を加え、生成した懸濁液をアルゴン雰囲気下で２４時間加熱還流した。反応混合物は室温まで冷却した後、蒸発乾涸した。残渣をジクロロメタンに溶解し、水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、蒸発乾涸した。残渣はＴＨＦを溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物１４（化合物１４_Ｏ）を無色の固体として得た（収量：３２ｍｇ，０．０１７ｍｍｏｌ，収率：９５％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８，５５℃）：δ(ppm)
8.84 (2H, s), 8.75 (2H, m), 8.62 (2H, d, J = 8.0Hz),
8.54 (2H, d, J = 8.0Hz), 8.44 (2H, s), 7.89-7.88 (4H, m),
7.66 (2H, br.), 7.45-7.44 (4H, m), 7.25-7.14 (9H, m),
6.95-6.94 (2H, m), 4.31-4.30 (4H, m), 4.17-4.16 (2H, m),
3.97-3.95 (4H, m), 3.88-3.74 (8H, m), 3.67-3.63 (6H, m),
3.07-3.04 (4H, m), 2.32-2.28 (4H, m), 1.98-1.96 (4H, m),
1.44-1.25 (36H, m), 0.91-0.82 (12H, m).

ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_１２０Ｈ_１２０Ｆ_６Ｏ_８Ｓ_２として、計算値：［Ｍ］^＋ １８６６．３５
実測値： １８６６．９９

化合物２０（開環体）の製造
次に示す化学反応式にしたがって化合物１９を製造し、次いでこれを前記実施例１で製造した化合物５と反応させて化合物２０を製造した。

１．１，２−ビス（４’−メトキシ−４−ビフェニリル）エチン（1,2-Bis(4’-methoxy-4-biphenylyl)ethyne ）(化合物１５) の製造
トリメチルシリルアセチレン（０．７１ｍｌ，４９．６ｍｇ，５．０５ｍｍｏｌ）と水（７０μｌ）との混合物を、４−ブロモ−４−メトキシビフェニル（２．７ｇ，１０．１２ｍｍｏｌ）、ＤＢＵ（９．２ｇ，６０．４３ｍｍｏｌ）、ＰｄＣｌ_２（ＰＰｈ_３）_２（４２５ｍｇ，０．６１ｍｍｏｌ）及びＣｕＩ（１９１ｍｇ，１．００ｍｍｏｌ）の混合物のベンゼン（２０ｍｌ）溶液に徐々に加え６０℃に加熱して２４時間反応させた。生成した沈殿を濾別して、氷冷したジクロロメタンで洗浄した後、トルエンから再結晶して化合物１５を淡褐色の固体として得た（収量：１．４ｇ，３．５１ｍｍｏｌ，収率：６９％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８）：δ(ppm)
7.56 (8H, t, J = 8.5Hz), 7.50 (4H, d, J = 8.5Hz),
6.93 (4H, d, J = 8.5Hz), 3.76 (6H, s).
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_２８Ｈ_２２Ｏ_２として、計算値：［Ｍ＋Ｈ］^＋ ３９０．４７
実測値： ３９０．１３

２．２，３−ビス（４’−メトキシ−４−ビフェニリル）−５，６−ジ（４−ドデシルフェニル）−１，４−ジフェニルベンジン
（2,3-Bis(4’-methoxy-4-biphenylyl)-5,6-di(4-dodecylphenyl)-1,4-diphenylbenzene ）(化合物１６)の製造
化合物１０（６．７ｇ，９．２２ｍｍｏｌ）と化合物１５（３．６ｇ，９．２２ｍｍｏｌ）とをジフェニルエーテル（１０ｍｌ）に懸濁させ、２４時間加熱還流して反応させた。反応混合物を室温まで冷却した後、エタノール（３００ｍｌ）を加え、生成した褐色の沈殿物を濾別し、酢酸エチル／ヘキサン（１／７，ｖ／ｖ）を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物１６を無色の固体として得た。（収量：８．０ｇ，７．３８ｍｍｏｌ，収率：８０％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.34 (4H, d, J = 8.5Hz), 7.06 (4H, d, J = 7.5Hz), 6.89-6.80 (18H, m),
6.68 (4H, d, J = 8.0 Hz), 6.62 (4H, d, J = 8.0Hz), 3.77 (6H, s),
2.33 (4H, t, J = 7.5Hz), 1.41-1.35 (4H, m), 1.31-1.20 (32H, m),
1.09( 4H, br.), 0.87(6H, t, J = 7.5Hz).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
158.69, 140.77, 140.59, 140.34, 139.68, 139.19, 137.82, 136.83,
133.31, 131.83, 131.46, 131.18, 127.60, 126.50, 126.48, 124.91,
124.59, 113.90, 55.34, 35.38, 32.01, 32.00, 31.23, 29.81, 29.76,
29.60, 29.46, 28.88, 22.79, 14.21.
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_８０Ｈ_９０Ｏ_２として、計算値：［Ｍ＋Ｈ］^＋ １０８３．５７
実測値： １０８３．８１

３．２，３−ビス（４’−メトキシ−４−ビフェニリル）−５，６−ジ（４−ドデシルフェニル）−１，４−ジフェニルベンジン
（2,3-Bis(4’-hydroxy-4-biphenylyl)-5,6-di(4-dodecylphenyl)-1,4-diphenylbenzene ）(化合物１７)の製造
化合物１６（８．０ｇ，７．３８ｍｍｏｌ）のジクロロメタン溶液に、０℃で三臭化ホウ素（２．６ｍｌ，２７．５ｍｍｏｌ）を加え０℃で４５分間撹拌した後、室温で一夜反応させた。反応混合物を氷水／ＴＨＦ（１０ｍｌ／９ｍｌ）に注ぎ、次いでジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、蒸発乾涸した。残渣を酢酸エチル／ヘキサン（１／７，ｖ／ｖ）を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物１７を無色の固体として得た（収量：７．０ｇ，６．６３ｍｍｏｌ，収率：９０％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.28(4H, d, J = 8.5Hz), 7.04(4H, d, J = 8.5Hz), 6.89-6.79(14H, m),
6.75(4H, d, J = 8.5Hz), 6.67(4H, d, J = 8.5Hz), 6.61(4H, d, J = 8.0Hz),
2.33(4H, t, J = 7.5Hz), 1.40-1.35(4H, m), 1.30-1.19(34H, m),
1.08(4H, br.), 0.87(6H, t, J = 7.5Hz).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
154.58, 140.75, 140.60, 140.33, 139.64, 139.24, 139.20, 137.80,
136.77, 133.53, 131.82, 131.44, 131.16, 127.84, 126.49, 126.47,
124.91, 124.57, 115.30, 35.37, 32.00, 31.22, 29.80, 29.75, 29.59,
29.45, 28.87, 22.77, 14.20.
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_７８Ｈ_８６Ｏ_２として、計算値：［Ｍ＋Ｈ］^＋ １０５４．６６
実測値： １０５４．８９

４．化合物１８の製造
化合物６（２１０ｍｇ，０．６５ｍｍｏｌ）と化合物１７（６０ｍｇ，０．０５７ｍｍｏｌ）を乾燥ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ，５ｍｌ）に溶かし、６０℃に昇温して炭酸セシウム（Ｃｓ_２ＣＯ_３，２０ｍｇ，０．３７ｍｍｏｌ）を加え、生成した懸濁液をアルゴン雰囲気下、６０℃で１２時間撹拌して反応させた。反応混合物は２５℃まで冷却した後、時用初乾涸した。残渣をジクロロメタンに溶かして水洗し、硫酸ナトリウム上で乾燥してから再度、蒸発乾涸した。残渣を酢酸エチル／ヘキサン（１／２，v/v) を溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、２，３−ビス［４’−｛２−［２−（２−クロロエトキシ）エトキシ］エトキシ｝−４−ビフェニリル］−５，６−ジ（４−ドデシルフェニル）−１，４−ジフェニルベンゼン(化合物１８)を無色の固体として得た（収量：６５ｍｇ，０．０４８ｍｍｏｌ，収率：８４％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ，ＣＤＣ１_３）：δ(ppm)
7.33 (4H, d, J = 8.5Hz), 7.03 (4H, d, J = 8.5Hz), 6.85-6.79 (18H, m),
6.66 (4H, d, J = 8.2Hz), 6.61 (4H, d, J = 8.2Hz),
4.10 (4H, t, J = 4.8Hz), 3.83 (4H, t, J = 4.9Hz), 3.76-3.57 (16H, m),
2.32 (4H t, J = 7.5Hz), 1.40-1.08 (40H, m), 0.86 (6H, t, J = 6.8Hz).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
158.0, 140.8, 140.7, 140.4, 139.7, 139.3, 137.9, 136.8, 133.6 131.9,
131.5, 131.2, 127.7, 127.6, 126.6, 125.0, 124.7, 114.7, 71.4, 70.8,
70.7, 69.8, 67.5, 42.7, 35.3, 31.9, 31.2, 29.7, 29.4, 28.8, 22.7, 14.2.

ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_９０Ｈ_１０８Ｃｌ_２Ｏ_６として、計算値：［Ｍ＋Ｈ］^＋ １３５５．７
実測値： １３５５．１

５．化合物１９の製造
化合物１８（３８５．６ｍｇ，０．２８ｍｍｏｌ）とヨウ化ナトリウム（ＮａＩ，２．５ｇ，１７ｍｍｏｌ）をアセトン（６０ｍｌ）中で混合し、生成した懸濁液を５日間、加熱還流した。反応混合物は２５℃まで冷却した後、アセトンを留去し、残渣をジクロロメタンに溶解した。ジクロロメタン溶液を水洗し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、再度、蒸発乾涸し残渣を、ジクロロメタンを溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、２，３−ビス［４’−｛２−［２−（２−ヨードエトキシ）エトキシ］エトキシ｝−４−ビフェニリル］−５，６−ジ（４−ドデシルフェニル）−１，４−ジフェニルベンゼン（化合物１９）を無色の固体として得た（収量：３９０ｍｇ，０．２５ｍｍｏｌ，収率：８９％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
7.32 (4H, d, J = 8.5Hz), 7.05 (4H, d, J = 8.5Hz), 6.86-6.79 (18H, m),
6.66 (4H, d, J = 8.3Hz), 6.61 (4H, d，J = 8.3Hz),
4.10 (4H, t, J = 4.8Hz), 3.83 (4H, t, J = 4.9Hz), 3.76-3.63 (12H, m),
3.23 (4H, t, J = 6.9Hz), 2.32 (4H, t, J = 7.5Hz), 1.40-1.08 (40H, m),
0.86 (6H, t, J = 6.8Hz).
^１３Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ(ppm)
158.0, 140.8, 140.7, 140.4, 139.7, 139.3, 137.9, 136.8, 133.6,
131.9, 131.5, 131.2, 127.7, 127.6, 126.6, 125.0, 124.7, 114.7,
72.0, 70.8, 70.3, 69.8, 67.5, 35.5, 31.9, 31.2, 29.7, 29.5,
29.4, 28.8, 22.7, 14.1, 2.9.

ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_９０Ｈ_１０８Ｉ_２Ｏ_６として、計算値：［Ｍ＋Ｈ］^＋ １５３９．６
実測値： １５３８．９

６．化合物２０（開環体）（化合物２０_Ｏ）の製造
化合物１９（４５ｍｇ，０．０２９ｍｍｏｌ）と化合物５（５１ｍｇ，０．０９ｍｍｏｌ）の混合物をＴＨＦ（１５ｍｌ）に溶かし、水酸化カリウム（ＫＯＨ，５ｍｇ，０．０８９ｍｍｏｌ）を加え、生成した懸濁液をアルゴン雰囲気下で２４時間加熱還流した。反応混合物は室温まで冷却した後、蒸発乾涸した。残渣をジクロロメタンに溶解し、水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、蒸発乾涸した。残渣はＴＨＦを溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物２０（開環体）（化合物２０_Ｏ）を無色の固体として得た（収量：６２ｍｇ，０．０２６ｍｍｏｌ，収率：９０％）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８，５５℃）：δ(ppm)
8.8-8.76 (4H, m), 8.62-8.55 (4H, m), 8.45-8.41 (4H, m),
7.89 (4H, br.), 7.66 (2H, br.), 7.44 (8H, br.), 7.23-7.15 (14H, m),
6.94 (4H, br.), 4.31 (4H, br.), 4.12 (4H, br.), 3.96 (4H, br.),
3.87 (4H, br.), 3.77 (8H, br.), 3.05 (4H, br.), 2.28 (8H, m),
1.97 (4H, br.), 1.43-1.26 (36H, m), 0.88-0.83 (18H, m).
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ ｍ／ｚ
Ｃ_１４８Ｈ_１３８Ｆ_１２Ｏ_８Ｓ_４として、計算値：［Ｍ］^＋ ２３９８．９１
実測値： ２３９８．４６

開環型ＤＴＥ及び閉環型ＤＴＥのＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギーレベル
化合物４(開環型のＤＴＥ)及び化合物４に紫外光（λ＝３１０ｎｍ，半値幅１０ｎｍ）を照射して得られた閉環型のＤＴＥを、それぞれ濃度が１．０×１０^−４Ｍとなるように、支持電解質としてＢｕ_４ＮＰＦ_６（０．１Ｍ）を含有するアセトニトリルに溶解してサイクリックボルタンメトリー測定を行い、酸化電位としてそれぞれ１．１ｅＶ及び０．７ｅＶの値を得た。これらの値に係数４．４を乗ずることにより、ＨＯＭＯのエネルギー順位として、それぞれ５．５ｅＶ及び５．１ｅＶの値を得た。開環型ＤＴＥ及び閉環型ＤＴＥのＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ間のエネルギーギャップはそれぞれの吸収帯の吸収端（開環型：３６０ｎｍ，閉環型：７３０ｎｍ）より、それぞれ３．５ｅＶ及び１．７ｅＶと見積もった。
これらの結果をまとめて図２に示す。

化合物１４の異性化
図４に、化合物１４_Ｏ（化合物１４の開環状態）及び化合物１４_Ｃ（化合物１４の閉環状態）の分子構造を示す。化合物１４_Ｏのジクロロエタン溶液（１ｍｇ／ｍＬ）に対し紫外光を照射した場合の各照射時間（秒）における色の変化を観察した。結果をカラー写真で図５に示す。黄色から濃青色への色変化はＤＴＥ部位が開環状態から閉環状態へ変化したことに対応する。また、可視光照射により、元の黄色溶液へと定量的に戻ることも確認された。この結果から、化合物１４が紫外光（λ＝３１０ｎｍ，半値幅１０ｎｍ）又は可視光（λ＝５８０−６５０ｎｍ）照射により可逆的にＤＴＥ部位の異性化を行うことが確認された。

化合物１４の自己組織化
化合物 １４_Ｏ（開環体）及び化合物１４_Ｃ（閉環体）のジクロロエタン溶液をそれぞれ室温にて数日間静置して、それぞれ黄色及び濃緑色の懸濁液を得た。化合物１４_Ｏから得られた生成物（ナノチューブ）の走査型(図６の左側)及び透過型(図６の右側)の電子顕微鏡写真を図６に示す。直径約２０ナノメートル、長さ数ミクロン以上に及ぶ開環体のナノチューブ(１４_Ｏ−ＮＴ)が定量的に生成していることが確認できた。また、化合物１４_Ｃからも同様の閉環体のナノチューブ(１４_Ｃ−ＮＴ)が生成することを確認した。ナノチューブ１４_Ｏ−ＮＴと１４_Ｃ−ＮＴはほぼ類似の粉末Ｘ線回折パターンを示した（図７参照）。このことから、ナノチューブの壁内部のＨＢＣ部位の分子配列は、表面のＤＴＥの開環／閉環状態にかかわらずほぼ同じであることが確認できた。

化合物１４からなる自己組織化ナノチューブの異性化
化合物１４_Ｏ（開環体）及び化合物１４_Ｃ（閉環体）のジクロロエタン溶液をそれぞれ室温にて数日間静置して得られる化合物１４_Ｏ及び化合物１４_Ｃのそれぞれ黄色及び濃緑色の懸濁液を石英板上にキャストして、それぞれ黄色及び濃緑色の化合物１４_Ｏ及び化合物１４_Ｃからなるナノチューブ（１４_Ｏ−ＮＴ）及びナノチューブ（１４_Ｃ−ＮＴ）のそれぞれの薄膜を得た。化合物１４_Ｏからなるナノチューブ（１４_Ｏ−ＮＴ）の薄膜に紫外光（ＵＶ_３１０，λ＝３１０ｎｍ，半値幅１０ｎｍ）を照射して、それぞれの照射時間（秒）における色と電子スペクトルの変化を観察した。結果を、図８にカラー写真で示した。図８の上段は溶液の色の変化を示し、下段は電子スペクトルの変化を各時間（秒）におけるスペクトルを、それぞれのカラーの線で示している。波長５００−７００ｎｍ付近の吸収は閉環状態のＤＴＥに対応しており、１４_Ｏ−ＮＴから１４_Ｃ−ＮＴへの変化が起こっていることが確認できた。また、ＤＴＥ部位を完全に閉環状態としたナノチューブ（１４_Ｃ−ＮＴ）の薄膜に対しＶＩＳ_{５８０−６５０}を照射することにより、スペクトルは完全に１４_Ｏ−ＮＴ薄膜のものと一致することも確認できた（図９参照）。図９は、ナノチューブ（１４_Ｃ−ＮＴ）薄膜のＶＩＳ_{５８０−６５０}照射によるスペクトルの変化をそれぞれの時間（秒）におけるスペクトルを、それぞれのカラーの線で示している。

フラッシュフォトリシス時間分解マイクロ波電導度（ＦＰ−ＴＲＭＣ）測定
これらのナノチューブを用いて、フラッシュフォトリシス時間分解マイクロ波電導度（ＦＰ−ＴＲＭＣ）測定を行った。ＨＢＣ部位のバンド間遷移に対応するパルスレーザー（λ＝４５０ｎｍ）照射による過渡光電導プロファイルを図１０（ａ）に示す。図１０の（ａ）のグラフの横軸は時間（μ秒）を示し、縦軸は電流を示す。パルス光照射直後、１４_Ｃ−ＮＴは１４_Ｏ−ＮＴに比べ約５倍大きな光電導特性を示した。また、光電流アクションスペクトル（図１０（ｂ））を測定したところ、いずれのナノチューブにおいてもπ−スタックしたＨＢＣ部位の励起に対応して光電流が誘起されていることが明らかとなった。図１０の（ｂ）のグラフの横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は電流を示す。

ナノチューブ表面におけるＤＴＥ密度と光電導挙動との関係について詳細に検討するため、１４_Ｏ−ＮＴの薄膜上に金電極を作製（電極間隔：５０μｍ）し、ＶＩＳ_{４３０−４７０}照射下での電流−電圧特性を測定した（図１１（ａ）のオレンジ色の線）。また、この薄膜にＵＶ_３１０を照射した後、ＶＩＳ_{４３０−４７０}照射下で電流−電圧特性を測定した。その結果、ＵＶ_３１０照射前に比べ５倍程度の光電流の増大が観測された（図１１（ａ）の緑色の線）。また、ＵＶ_３１０及びＶＩＳ_{５８０−６５０}照射時間に対する光電流変化を図１１（ｂ）に示す。ＵＶ_３１０照射により光電流は単調に増加し（図１１の（ｂ）のオレンジ色の線）、ナノチューブ表面のＤＴＥほぼ閉環状態に変化すると光電流はほぼ一定値を示した。一方、ＶＩＳ_{５８０−６５０}照射により、光電流は単調に減少する（図１１の（ｂ）の緑色の線）ことが示された。このように、表面のＤＴＥの状態を変化することにより、可逆的に光導電性の変調ができることが明らかとなった。

本発明は、自己組織化により形成されるナノサイズの構造体、好ましくは光などにより変調することが可能な新規なナノチューブからなる光伝導性材料を提供するものであり、本発明の光伝導性材料は、光検出素子、光スイッチング素子、光応答性電荷輸送素子などとして多くの電子部品材料に適用されるものである。本発明の電子部品材料は、例えば、太陽電池材料、光検出素子材料、分子導線などナノデバイスなどへ応用可能なものである。

Claims (10)

1. 次の一般式（１）
   ［式中、Ｒ^１はそれぞれ独立してアルキル基を表し；
   Ｒ^２及びＲ^３は−Ｃ_６Ｈ_４ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）ｎＯＲ^４（但し、Ｒ^４は水素原子、アルキル基、又はジチエニルエテン（ＤＴＥ）を有する基を表し、Ｒ^２及びＲ^３のそれぞれのＲ^４は互いに同一でも異なっていてもよいが、少なくともどちらか一方のＲ^４はＤＴＥを有する基を表す。）を表し；
   ｎは整数を表す。］
   で表されるヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体。
2. 一般式（１）におけるＲ^４が、次の式（２）又は（３）
   で表されるジチエニルエテン（ＤＴＥ）を有する基である請求項１に記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体。
3. 一般式（１）のＲ^１が、それぞれ独立して炭素数１０〜３０のアルキル基である請求項１又は２に記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体。
4. 一般式（１）で表されるヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体が、次の式（４）又は（５）
   で表される化合物である請求項１〜３のいずれかに記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体の自己組織化により形成されるナノサイズの構造体。
6. 自己組織化により形成されるナノサイズの構造体がナノチューブである請求項５に記載の構造体。
7. 構造体が、光伝導性である請求項５又は６に記載の構造体。
8. 構造体が、外部刺激により光電導性を変調可能である請求項５〜７のいずれかに記載の構造体。
9. 請求項１〜４のいずれかに記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体の自己組織化により形成されるナノサイズの構造体からなる光応答性電荷輸送素子。
10. 請求項１〜４のいずれかに記載のヘキサペリヘキサベンゾコロネン誘導体の自己組織化により形成されるナノサイズの構造体からなる素子の少なくとも１種を含有してなる電子部品材料。