JP5004656B2 - Single molecule transistors and fullerene derivatives used in single molecule transistors - Google Patents
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Description
本発明は、単分子トランジスタおよびトランジスタに用いるフラーレン誘導体に関する。具体的には、ソース、ドレーンおよびゲートの機能を有するトランジスタ用のフラーレン誘導体およびそのフラーレン誘導体を用いたトランジスタに関する。 The present invention relates to a single molecule transistor and a fullerene derivative used for the transistor. Specifically, the present invention relates to a fullerene derivative for a transistor having functions of a source, a drain, and a gate, and a transistor using the fullerene derivative.
従来、情報処理に用いられるデバイスとしては、シリコン半導体を用いたトランジスタが主に用いられており、その性能の向上は、ゲートなどの加工寸法を縮小すること等により達成されてきた(Y. Wada, et. al., J. Appl. Phys.,74(12), 7321 (1993).(非特許文献1))。
他方、トランジスタの高機能化のために、1つの分子を用いる単分子トランジスタが研究されている。具体的には、フラーレンC60を用いた単分子トランジスタ(Park, H.; Park, J.; Lim, A. K. L.; Anderson, E. H.; Alivisatos, A. P.; McEuen, P. L. Nature 2000, 407, 57.(非特許文献2))が報告されている。
しかしながら、単分子トランジスタにフラーレンC60を用いると、フラーレンC60を構成する所定の原子がソース電極、ドレイン電極およびゲート電極等に固定したときだけにトランジスタとしての機能が発揮できることになる。このように、フラーレンC60を用いた単分子トランジスタでは、フラーレンC60が偶然に電極における所定の位置に固定されたときだけトランジスタとして機能するので、その製造が困難であり、不安定でもある。
また、フラーレンに付加基が付加されたフラーレン誘導体を用いた単分子トランジスタも報告されている(特開平11−266007号公報(特許文献1))。 しかしながら、当該文献で開示されたトランジスタで用いられているフラーレン誘導体はトランジスタとしての機能が低く、さらにはフラーレン誘導体の合成が困難で、その合成コストが大きくなってしまう。
On the other hand, single-molecule transistors using one molecule have been studied in order to increase the functionality of the transistors. Specifically, single molecule transistor using fullerene C 60 (Park, H .; Park, J .; Lim, AKL; Anderson, EH; Alivisatos, AP; McEuen, PL Nature 2000, 407, 57. (non-patent Reference 2)) has been reported.
However, when fullerene C 60 is used in a single molecule transistor, the function as a transistor can be exhibited only when predetermined atoms constituting fullerene C 60 are fixed to a source electrode, a drain electrode, a gate electrode, and the like. Thus, in the monomolecular transistor using fullerene C 60, so functions as only the transistor when the fullerene C 60 is fixed in position in the electrode by chance, its production is difficult, is also unstable.
A single molecule transistor using a fullerene derivative in which an additional group is added to fullerene has also been reported (Japanese Patent Laid-Open No. 11-266007 (Patent Document 1)). However, the fullerene derivative used in the transistor disclosed in this document has a low function as a transistor, and further, it is difficult to synthesize a fullerene derivative, which increases the synthesis cost.
上記の状況の下、例えば、安定した機能を発揮できる、または、高機能の単分子トランジスタが求められている。例えば、低コストで合成できるフラーレン誘導体を用いた単分子トランジスタが求められている。
さらに、例えば、これらの単分子トランジスタに用いられるフラーレン誘導体が求められている。
Under the above situation, for example, there is a demand for a monomolecular transistor that can exhibit a stable function or has a high function. For example, a single molecule transistor using a fullerene derivative that can be synthesized at low cost is desired.
Furthermore, for example, fullerene derivatives used in these single-molecule transistors are demanded.
本発明者等は、フラーレンC70の所定の位置に金属を結合させたフラーレンC70誘導体を見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。本発明は以下のような単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体および単分子トランジスタ等を提供する。 The present inventors have found a fullerene C 70 derivative bound with metal in place of the fullerene C 70, and completed the present invention based on this finding. The present invention provides the following fullerene C 70 derivatives for unimolecular transistor like and monomolecular transistor or the like.
[1] 下記式(1)、(21)、(22)、(31)または(32)
R4は、有機基であり;
R5は、それぞれ独立して、有機基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、金属原子であり;
Lは、それぞれ独立して、単結合、置換基を有してもよいC1〜C10のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C10のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC2〜C10のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0〜5の整数であり;
qは、それぞれ独立して、0〜4の整数であり;
nは、0〜4の整数であり;
Arは、それぞれ独立して、下記式(A)
R2は、それぞれ独立して、C1〜C5アルキル基であり、
pは、0〜4の整数である。)
で表される基である。]
で表される部分構造を有する、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。
[2] 上記式(1)、(21)、(22)、(31)および(32)中、
R3はそれぞれ独立してC1〜C5アルキル基であり;
R4は、C1〜C5アルキル基であり;
R5は、それぞれ独立して、C1〜C5アルキル基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、それぞれ独立して、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルキニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0〜5の整数であり;
qは、それぞれ独立して、0〜4の整数であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である、
[1]に記載の単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。
[1] The following formula (1), (21), (22), (31) or (32)
R 4 is an organic group;
Each R 5 is independently an organic group;
Mtl is each independently a metal atom;
L are each independently a single bond, an alkylene good C 1 -C 10 which may have a substituent, it may have a alkenylene or substituent of C 2 -C 10 which may have a substituent Good C 2 to C 10 alkynylene, in which any —CH 2 — in the alkylene, alkenylene or alkynylene may be replaced by —O—, —S—, —COO—, —CO— or —OCO—. Well, in these alkylene, alkenylene or alkynylene, any hydrogen may be replaced with fluorine or chlorine;
m is each independently an integer of 0 to 5;
q is each independently an integer of 0 to 4;
n is an integer from 0 to 4;
Ar independently represents the following formula (A)
Each R 2 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
p is an integer of 0-4. )
It is group represented by these. ]
Having a partial structure represented in, fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor.
[2] In the above formulas (1), (21), (22), (31) and (32),
Each R 3 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
R 4 is a C 1 -C 5 alkyl group;
Each R 5 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L are each independently a single bond, an alkylene good C 1 -C 5 may have a substituent, an alkenylene good C 2 -C 5 may have a substituent, which may have a substituent Good C 2 -C 5 alkynylene or optionally substituted C 6 -C 30 phenylene, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —S -, -COO-, -CO- or -OCO- may be replaced, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine;
m is each independently an integer of 0 to 5;
q is each independently an integer of 0 to 4;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer from 0 to 2,
Fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor according to [1].
[3] 下記式(1)
R3はそれぞれ独立してC1〜C2アルキル基であり;
R4は、C1〜C3アルキル基であり;
R5は、それぞれ独立して、C1〜C5アルキル基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0または5であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である、
Arは、それぞれ独立して、下記式(A)
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である。)
で表される基である。]
で表される部分構造を有する、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体であって、
フラーレンC70に付加しているMtlを有する2つの基がそれぞれソース端子とドレイン端子であり、フラーレンC70に付加しているフェロセンを有する基がゲート端子である、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。
当該フラーレンC70誘導体は、例えば電気化学的ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いられることが好ましい。
[4][3]に記載の、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体を含む単分子トランジスタであって、
上記式(1)中、
R3はそれぞれ独立してメチルまたはエチルであり;
R4は、メチルまたはエチルであり;
R5は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0または5であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
R2は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
pは、0〜2の整数であり、
フラーレンC70に付加しているソース端子とドレイン端子とが導電性電極に接合し、ゲート端子を電気化学的に作動させる、単分子トランジスタ。
[3] The following formula (1)
Each R 3 is independently a C 1 -C 2 alkyl group;
R 4 is a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 5 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 -C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 -C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 -C which may have a substituent. 5 alkenylene or C 6 -C 30 phenylene which may have a substituent, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each m is independently 0 or 5;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer from 0 to 2,
Ar independently represents the following formula (A)
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer of 0-2. )
It is group represented by these. ]
A fullerene C 70 derivative for a single molecule transistor having a partial structure represented by:
Two groups having Mtl, appended to the fullerene C 70 is the source terminal and the drain terminal, respectively, a group having a ferrocene are added to the fullerene C 70 is a gate terminal, fullerene C 70 for monomolecular transistor Derivative.
The fullerene C 70 derivatives, for example, is preferably used in the monomolecular transistor having electrochemical gate terminal.
[4] according to [3], a monomolecular transistor including a fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor,
In the above formula (1),
Each R 3 is independently methyl or ethyl;
R 4 is methyl or ethyl;
Each R 5 is independently methyl or ethyl;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 -C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 -C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 -C which may have a substituent. 5 alkenylene or C 6 -C 30 phenylene which may have a substituent, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each m is independently 0 or 5;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently methyl or ethyl;
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
p is an integer from 0 to 2,
A single molecule transistor in which a source terminal and a drain terminal added to fullerene C 70 are joined to a conductive electrode, and a gate terminal is operated electrochemically.
[5] フラーレンC70誘導体であって、下記式(21)または(22)
R3はそれぞれ独立してC1〜C2アルキル基であり;
R4は、C1〜C3アルキル基であり;
R5は、それぞれ独立して、C1〜C5アルキル基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0または5であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である、
Arは、それぞれ独立して、下記式(A)
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である。)
で表される基である。]
で表される部分構造を有する、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体であって、
フラーレンC70に付加しているMtlを有する2つの基がそれぞれソース端子とドレイン端子であり、フラーレンC70に付加しているカルボキシル基またはチオール基を有する基がゲート端子である、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。
当該フラーレンC70誘導体は、例えば電極ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いられることが好ましい。
[6][5]に記載の、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体を含む単分子トランジスタであって、
上記式(21)または(22)中、
R3はそれぞれ独立してメチルまたはエチルであり;
R4は、メチルまたはエチルであり;
R5は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0または5であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
R2は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
pは、0〜2の整数であり、
フラーレンC70に付加しているソース端子とドレイン端子が導電性電極に、ゲート端子がITO電極に接合している、単分子トランジスタ。
[5] A fullerene C 70 derivative represented by the following formula (21) or (22)
Each R 3 is independently a C 1 -C 2 alkyl group;
R 4 is a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 5 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 -C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 -C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 -C which may have a substituent. 5 alkenylene or C 6 -C 30 phenylene which may have a substituent, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each m is independently 0 or 5;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer from 0 to 2,
Ar independently represents the following formula (A)
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer of 0-2. )
It is group represented by these. ]
A fullerene C 70 derivative for a single molecule transistor having a partial structure represented by:
Each two groups having Mtl, appended to the fullerene C 70 is the source terminal and the drain terminal, a group having a carboxyl group or a thiol group are added to the fullerene C 70 is a gate terminal, a monomolecular transistor Fullerene C 70 derivative.
The fullerene C 70 derivative is preferably used in the monomolecular transistor having, for example, the electrode gate terminal.
[6] according to [5], a monomolecular transistor including a fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor,
In the above formula (21) or (22),
Each R 3 is independently methyl or ethyl;
R 4 is methyl or ethyl;
Each R 5 is independently methyl or ethyl;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 -C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 -C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 -C which may have a substituent. 5 alkenylene or C 6 -C 30 phenylene which may have a substituent, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each m is independently 0 or 5;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently methyl or ethyl;
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
p is an integer from 0 to 2,
The source and drain terminals, appended to the fullerene C 70 is a conductive electrode, a gate terminal is bonded to the ITO electrode, the monomolecular transistor.
[7] フラーレンC70誘導体であって、下記式(31)または(32)
R3はそれぞれ独立してC1〜C2アルキル基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
qは、それぞれ独立して、0または4であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である、
Arは、それぞれ独立して、下記式(A)
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である。)
で表される基である。]
で表される部分構造を有する、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体であって、
フラーレンC70に付加している金属原子Mtlを有する2つの基がそれぞれソース端子とドレイン端子であり、フラーレンC70骨格をゲート端子とする、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。
当該フラーレンC70誘導体は、例えば電子注入型ゲート端子や正孔注入型ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いられることが好ましい。
[8][7]に記載の、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体を含む単分子トランジスタであって、
上記式(31)または(32)中、
R3はそれぞれ独立してメチルまたはエチルであり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
qは、それぞれ独立して、0または4であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
R2は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
pは、0〜2の整数であり、
フラーレンC70に付加しているソース端子とドレイン端子とが導電性電極に接合し、フラーレンC70骨格に電子が注入されることによりゲート端子を作動させる単分子トランジスタ。
[7] A fullerene C 70 derivative represented by the following formula (31) or (32)
Each R 3 is independently a C 1 -C 2 alkyl group;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 -C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 -C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 -C which may have a substituent. 5 alkenylene or C 6 -C 30 phenylene which may have a substituent, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each q is independently 0 or 4;
In formula (A),
Each R 1 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer from 0 to 2,
Ar independently represents the following formula (A)
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer of 0-2. )
It is group represented by these. ]
A fullerene C 70 derivative for a single molecule transistor having a partial structure represented by:
Are two groups the source and drain terminals respectively having a metal atom Mtl, appended to the fullerene C 70, fullerene C 70 skeleton and gate terminal, fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor.
The fullerene C 70 derivatives, for example, is preferably used in the monomolecular transistor having electron injection gate terminal and the hole injection gate terminal.
[8] according to [7], a monomolecular transistor including a fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor,
In the above formula (31) or (32),
Each R 3 is independently methyl or ethyl;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 -C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 -C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 -C which may have a substituent. 5 alkenylene or C 6 -C 30 phenylene which may have a substituent, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each q is independently 0 or 4;
In formula (A),
Each R 1 is independently methyl or ethyl;
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
p is an integer from 0 to 2,
A single molecule transistor in which a source terminal and a drain terminal attached to a fullerene C 70 are joined to a conductive electrode, and electrons are injected into a fullerene C 70 skeleton to operate a gate terminal.
なお、本明細書において、特定の部分構造を有するフラーレンC70誘導体は、特定された部分構造以外のフラーレンC70を構成する炭素に付加基が付加しているフラーレン誘導体を含む。 In this specification, the fullerene C 70 derivative having a specific partial structure includes a fullerene derivative appended groups are added to the carbon atoms constituting the fullerene C 70 other than the identified partial structures.
本発明の好ましい態様に係る単分子トランジスタは、例えば、安定した機能を発揮できる。本発明の好ましい態様に係る単分子トランジスタは、例えば、高い機能を発揮できる。本発明の好ましい態様に係る単分子トランジスタは、例えば、低いコストで製造できる。
本発明の好ましい態様に係る単分子トランジスタに用いるフラーレン誘導体は、例えば、安定した機能を発揮できる、または、高機能の単分子トランジスタに用いることができる。また、本発明の好ましい態様に係る単分子トランジスタに用いるフラーレン誘導体は低コストで合成できる。
The monomolecular transistor according to a preferred embodiment of the present invention can exhibit a stable function, for example. The monomolecular transistor according to a preferred embodiment of the present invention can exhibit a high function, for example. The monomolecular transistor according to a preferred embodiment of the present invention can be manufactured at a low cost, for example.
The fullerene derivative used for the monomolecular transistor according to a preferred embodiment of the present invention can exhibit, for example, a stable function or can be used for a highly functional monomolecular transistor. Moreover, the fullerene derivative used for the monomolecular transistor according to a preferred embodiment of the present invention can be synthesized at a low cost.
本発明のフラーレン誘導体が用いられるトランジスタの態様は特に限定されないが、(1)電気化学的ゲート端子を有する単分子トランジスタ、(2)電極ゲート端子を有する単分子トランジスタ、および、(3)電子注入型ゲート端子を有する単分子トランジスタ、(4)正孔注入型ゲート端子を有する単分子トランジスタ等の態様に用いられることが好ましい。 Although the aspect of the transistor in which the fullerene derivative of the present invention is used is not particularly limited, (1) a monomolecular transistor having an electrochemical gate terminal, (2) a monomolecular transistor having an electrode gate terminal, and (3) electron injection It is preferably used for a monomolecular transistor having a type gate terminal, and (4) a monomolecular transistor having a hole injection type gate terminal.
1.電気化学的ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いるフラーレン誘導体
本発明の電気化学的ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いるフラーレン誘導体は、たとえば上記式(1)で表される部分構造を有するフラーレンC70誘導体である(以下、「誘導体1」という)。
ここで、誘導体1において、フラーレンC70骨格が量子ドットとして、フラーレン骨格に金属原子(Mtl)を介して結合している2つの付加基がそれぞれソース端子とドレイン端子として、フラーレン骨格に結合しているフェロセンを有する付加基がゲート電子として機能する。
1. Fullerene Derivative Used for Monomolecular Transistor Having Electrochemical Gate Terminal Fullerene derivative used for a single molecular transistor having an electrochemical gate terminal of the present invention is, for example, fullerene C 70 having a partial structure represented by the above formula (1). A derivative (hereinafter referred to as “derivative 1”).
Here, in the derivative 1, as fullerene C 70 skeleton quantum dots, respectively as two additional groups bonded via a metal atom (Mtl) to the fullerene skeleton source terminal and the drain terminal, and bonded to the fullerene skeleton The additional group having ferrocene functions as a gate electron.
誘導体1を用いた単分子トランジスタにおいて、金属原子(Mtl)を有する2つの付加基を構成する金属原子(Mtl)、R3およびmは上述のとおりであるがMtlはFeまたはRuが好ましい。また、Mtlの先に結合している基は、上記式(1)に示されるとおりだが、好ましくは、mは0または5が好ましい。また、mが1以上の場合R3はメチルが好ましい。金属原子(Mtl)の先に結合している基は、シクロペンタジエニル基(Cp)、または、ペンタメチルシクロペンタジエニル基(Cp*)が特に好ましい。 In the unimolecular transistor using the derivative 1, the metal atom (Mtl), R 3 and m constituting the two additional groups having the metal atom (Mtl) are as described above, but Mtl is preferably Fe or Ru. The group bonded to the tip of Mtl is as shown in the above formula (1), but preferably m is 0 or 5. When m is 1 or more, R 3 is preferably methyl. The group bonded to the tip of the metal atom (Mtl) is particularly preferably a cyclopentadienyl group (Cp) or a pentamethylcyclopentadienyl group (Cp * ).
誘導体1を用いた単分子トランジスタにおいて、誘導体1におけるソース端子とドレイン端子として機能する2つの付加基は、それぞれ導電性の電極に接合できるが、金電極に接合することが好ましい。また、ゲート端子として機能する付加基は、電気化学的に作動できる。具体的には、例えば、酸化されるフェロセニル基を取り除くと、フラーレンC70骨格上の電子密度が上昇し、ソース端子とドレイン端子との間(例えば、金属原子(Mtl)間)の電子的相互作用が増加する。このようにして、誘導体1は、電気化学的ゲート端子を有するフラーレン誘導体として用いることができる。 In the single-molecule transistor using the derivative 1, the two additional groups functioning as the source terminal and the drain terminal in the derivative 1 can be bonded to the conductive electrode, respectively, but are preferably bonded to the gold electrode. Also, the additional group that functions as a gate terminal can be operated electrochemically. Specifically, for example, when the oxidized ferrocenyl group is removed, the electron density on the fullerene C 70 skeleton increases, and the electronic mutual relationship between the source terminal and the drain terminal (for example, between metal atoms (Mtl)). The action increases. In this way, the derivative 1 can be used as a fullerene derivative having an electrochemical gate terminal.
誘導体1は、例えば次のような方法で合成できる。(1)フラーレンC70と銅試薬とピリジンを反応させることにより、6つのアリール基がフラーレンC70に位置選択的に同時に付加した6重付加体を合成する。(2)当該6重付加体に有機基を有する金属原子を付加させる反応を行うことによって、6重付加型2核金属錯体が合成する。(3)このように合成された6重付加型2核金属錯体にフェロセニル基を有する有機銅試薬を反応させる。 The derivative 1 can be synthesized, for example, by the following method. (1) by reacting the fullerene C 70 and the copper reagent and pyridine, 6 aryl group to synthesize sextuple adduct obtained by adding regioselective simultaneously fullerene C 70. (2) A hexaaddition type binuclear metal complex is synthesized by performing a reaction in which a metal atom having an organic group is added to the hexaadduct. (3) An organocopper reagent having a ferrocenyl group is reacted with the hexaaddition type binuclear metal complex thus synthesized.
2.電極ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いるフラーレン誘導体
本発明の電極ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いるフラーレン誘導体は、たとえば上記式(21)または(22)で表される部分構造を有するフラーレンC70誘導体である(以下、2種類の誘導体をあわせて「誘導体2」という)。
ここで、誘導体2において、フラーレンC70骨格が量子ドットとして、フラーレン骨格に金属原子(Mtl)を介して結合している2つの付加基がそれぞれソース端子とドレイン端子として、フラーレン骨格に結合しているカルボキシル基またはチオール基を有する付加基がゲート電子として機能する。
2. Fullerene derivative used for single molecule transistor having electrode gate terminal The fullerene derivative used for the single molecule transistor having the electrode gate terminal of the present invention is, for example, fullerene C 70 having a partial structure represented by the above formula (21) or (22). Derivatives (hereinafter, the two types of derivatives are collectively referred to as “derivative 2”).
Here, in the derivative 2, as a fullerene C 70 skeleton quantum dots, respectively as two additional groups bonded via a metal atom (Mtl) to the fullerene skeleton source terminal and the drain terminal, and bonded to the fullerene skeleton The added group having a carboxyl group or thiol group functions as a gate electron.
誘導体2を用いた単分子トランジスタにおいて、金属原子(Mtl)を有する2つの付加基を構成する金属原子(Mtl)、R3およびmは上述のとおりであるがMtlはFeまたはRuが好ましい。また、Mtlの先に結合している基は、上記式(21)または(22)に示されるとおりだが、好ましくは、mは0または5が好ましい。また、mが1以上の場合R3はメチルが好ましい。金属原子(Mtl)の先に結合している基は、シクロペンタジエニル基(Cp)、または、ペンタメチルシクロペンタジエニル基(Cp*)が特に好ましい。 In the monomolecular transistor using the derivative 2, the metal atom (Mtl), R 3 and m constituting the two additional groups having the metal atom (Mtl) are as described above, but Mtl is preferably Fe or Ru. The group bonded to the tip of Mtl is as shown in the above formula (21) or (22), but preferably m is 0 or 5. When m is 1 or more, R 3 is preferably methyl. The group bonded to the tip of the metal atom (Mtl) is particularly preferably a cyclopentadienyl group (Cp) or a pentamethylcyclopentadienyl group (Cp * ).
誘導体2を用いた単分子トランジスタにおいて、誘導体2におけるソース端子とドレイン端子として機能する2つの付加基は、それぞれ導電性の電極に接合できるが、金電極に接合することが好ましい。また、ゲート端子として機能する付加基は、ITO電極に接合することが好ましい。 In the unimolecular transistor using the derivative 2, the two additional groups functioning as the source terminal and the drain terminal in the derivative 2 can be bonded to the conductive electrode, respectively, but are preferably bonded to the gold electrode. In addition, the additional group that functions as a gate terminal is preferably bonded to the ITO electrode.
誘導体2は、例えば次のような方法で合成できる。(1)フラーレンC70と銅試薬とピリジンを反応させることにより、6つのアリール基がフラーレンC70に位置選択的に同時に付加した6重付加体を合成する。(2)当該6重付加体に有機基を有する金属原子を付加させる反応を行うことによって、6重付加型2核金属錯体が合成する。(3)合成された6重付加型2核金属錯体にカルボン酸エステル基またはチオエステル基を有する有機銅試薬を反応させることによって、カルボン酸エステル基またはチオエステル基を有する八重付加型フラーレン2核金属錯体を合成する。(4)このように合成された金属錯体のカルボン酸エステル基の脱保護処理を行うことによって、式(21)で表される部分構造を有するフラーレンC70誘導体を合成する。同様に、金属錯体のカルボン酸チオール基の脱保護処理を行うことによって、式(22)で表される部分構造を有するフラーレンC70誘導体を合成する。 The derivative 2 can be synthesized, for example, by the following method. (1) by reacting the fullerene C 70 and the copper reagent and pyridine, 6 aryl group to synthesize sextuple adduct obtained by adding regioselective simultaneously fullerene C 70. (2) A hexaaddition type binuclear metal complex is synthesized by performing a reaction in which a metal atom having an organic group is added to the hexaadduct. (3) By reacting the synthesized hexaaddition type dinuclear metal complex with an organic copper reagent having a carboxylic acid ester group or a thioester group, the octaaddition type fullerene binuclear metal complex having a carboxylic acid ester group or a thioester group Is synthesized. (4) by deprotection treatment of the carboxylic acid ester group of the thus synthesized metal complex to synthesize a fullerene C 70 derivative having a partial structure represented by the formula (21). Similarly, by performing the deprotection treatment of the carboxylic acid thiol group of the metal complex, to synthesize a fullerene C 70 derivative having a partial structure represented by the formula (22).
3.電子注入型ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いるフラーレン誘導体
本発明の電子注入型ゲート端子を有する単分子トランジスタに用いるフラーレン誘導体は、たとえば上記式(31)または(32)で表される部分構造を有するフラーレンC70誘導体である(以下、2種類の誘導体をあわせて「誘導体3」という)。
ここで、誘導体3において、フラーレンC70骨格が量子ドットとして、フラーレン骨格に金属原子(Mtl)を介して結合している2つの付加基がそれぞれソース端子とドレイン端子として、フラーレンC70骨格がゲート端子として機能する。
3. Fullerene Derivative Used for Monomolecular Transistor Having Electron Injection Gate Terminal The fullerene derivative used for a monomolecular transistor having an electron injection gate terminal of the present invention has, for example, a partial structure represented by the above formula (31) or (32). It is a fullerene C 70 derivative (hereinafter referred to as “derivative 3”).
Here, in the derivative 3, as the fullerene C 70 skeleton quantum dots, as two additional groups source and drain terminals respectively bonded via a metal atom (Mtl) to the fullerene skeleton, fullerene C 70 skeleton gate Functions as a terminal.
誘導体3を用いた単分子トランジスタにおいて、金属原子(Mtl)を有する2つの付加基を構成する金属原子(Mtl)、R3、qおよびLは上述のとおりであるがMtlはFeまたはRuが好ましい。また、Mtlの先に結合している基は、上記式(31)または(32)に示されるとおりだが、好ましくは、qは0または4が好ましい。また、qが1以上の場合R3はメチルが好ましい。 In the single molecule transistor using the derivative 3, the metal atom (Mtl), R 3 , q and L constituting the two additional groups having the metal atom (Mtl) are as described above, but Mtl is preferably Fe or Ru. . The group bonded to the tip of Mtl is as shown in the above formula (31) or (32), but preferably q is 0 or 4. When q is 1 or more, R 3 is preferably methyl.
誘導体3を用いた単分子トランジスタにおいて、誘導体3におけるソース端子とドレイン端子として機能する2つの付加基は、それぞれ導電性の電極に接合できるが、金電極に接合することが好ましい。 In the unimolecular transistor using the derivative 3, the two additional groups functioning as the source terminal and the drain terminal in the derivative 3 can be bonded to the conductive electrode, respectively, but are preferably bonded to the gold electrode.
誘導体3を用いた単分子トランジスタでは、電子銃等を用いてC70骨格へ電子を直接注入することにより、C70骨格をゲート端子として作動させることができる。誘導体3を構成するジチオールとジカルボン酸を金等のナノギャップ電極上に置き、フラーレンC70骨格のパイ共役系上にゲート電圧をかけることにより、ソース端子とドレイン端子との間(2つの金属間)にトランジスタ特性を得ることができる。 In the single molecule transistor using the derivative 3, the C70 skeleton can be operated as a gate terminal by directly injecting electrons into the C70 skeleton using an electron gun or the like. The dithiol and the dicarboxylic acid constituting the derivative 3 are placed on a nanogap electrode such as gold, and a gate voltage is applied on the pi-conjugated system of the fullerene C70 skeleton, so that it is between the source terminal and the drain terminal (between two metals). In addition, transistor characteristics can be obtained.
誘導体3は例えば次のような方法で合成できる。(1)フラーレンC70と銅試薬とピリジンを反応させることにより、6つのアリール基がフラーレンC70に位置選択的に同時に付加した6重付加体を合成する。(2)当該6重付加体に有機基を有する金属原子を付加させる反応を行うことによって、6重付加型2核金属錯体が合成する。(3)合成された6重付加型2核金属錯体に対し、末端に官能基をもつアルキル基を有する酸塩化物を用いたフリーデル・クラフツ反応を行い、シクロペンタジエニル基等の2つの有機基に官能基を導入する。(4)その後、(3)で導入された末端の官能基を変換して、6重付加型2核金属錯体のジカルボン酸である式(31)で表される部分構造を有するフラーレンC70誘導体を合成する。同様に、6重付加型2核金属錯体のジチオールである式(32)で表される部分構造を有するフラーレンC70誘導体を合成する。 The derivative 3 can be synthesized, for example, by the following method. (1) by reacting the fullerene C 70 and the copper reagent and pyridine, 6 aryl group to synthesize sextuple adduct obtained by adding regioselective simultaneously fullerene C 70. (2) A hexaaddition type binuclear metal complex is synthesized by performing a reaction in which a metal atom having an organic group is added to the hexaadduct. (3) The synthesized hexaaddition type binuclear metal complex is subjected to Friedel-Crafts reaction using an acid chloride having an alkyl group having a functional group at the terminal, and two such as cyclopentadienyl group A functional group is introduced into an organic group. (4) Then, (3) converting the introduced terminal functional groups, the fullerene C 70 derivative having a partial structure represented by the formula (31) is a dicarboxylic acid of 6 polyaddition type binuclear metal complex Is synthesized. Similarly, to synthesize a fullerene C 70 derivative having a partial structure represented by the formula (32) is a dithiol in sextuple-added dinuclear metal complexes.
本明細書中、「有機基」とは特に限定されるものではないが、たとえば、置換基を有していてもよいC1〜C20炭化水素基、置換基を有していてもよいC1〜C20アルコキシ基、置換基を有していてもよいC6〜C20アリールオキシ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいシリル基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基(−SY1、式中、Y1は置換基を有していてもよいC1〜C20アルキル基を示す。)、置換基を有していてもよいアリールチオ基(−SY2、式中、Y2は置換基を有していてもよいC6〜C18アリール基を示す。)、置換基を有していてもよいアルキルスルホニル基(−SO2Y3、式中、Y3は置換基を有していてもよいC1〜C20アルキル基を示す。)、置換基を有していてもよいアリールスルホニル基(−SO2Y4、式中、Y4は置換基を有していてもよいC6〜C18アリール基を示す。)を示す。 In the present specification, the “organic group” is not particularly limited. For example, the C 1 to C 20 hydrocarbon group which may have a substituent, or C which may have a substituent. 1 to C 20 alkoxy group, C 6 to C 20 aryloxy group which may have a substituent, amino group which may have a substituent, silyl group which may have a substituent, substituted alkylthio group which may have a group (-SY 1, in the formula, Y 1 is a good C 1 -C 20 alkyl group which may have a substituent.), which may have a substituent A good arylthio group (—SY 2 , wherein Y 2 represents an optionally substituted C 6 -C 18 aryl group), and an optionally substituted alkylsulfonyl group (—SO 2; 2 Y 3, in the formula, Y 3 represents a good C 1 -C 20 alkyl group which may have a substituent.) may have a substituent Reel sulfonyl group (-SO 2 Y 4,: in the formula, Y 4 is. Showing a good C 6 -C 18 aryl group which may have a substituent group),.
本明細書において、「C1〜C20炭化水素基」の炭化水素基は、飽和若しくは不飽和の非環式であってもよいし、飽和若しくは不飽和の環式であってもよい。C1〜C20炭化水素基が非環式の場合には、線状でもよいし、枝分かれでもよい。「C1〜C20炭化水素基」には、C1〜C20アルキル基、C2〜C20アルケニル基、C2〜C20アルキニル基、C4〜C20アルキルジエニル基、C6〜C18アリール基、C7〜C20アルキルアリール基、C7〜C20アリールアルキル基、C4〜C20シクロアルキル基、C4〜C20シクロアルケニル基、(C3〜C10シクロアルキル)C1〜C10アルキル基などが含まれる。 In the present specification, the hydrocarbon group of the “C 1 -C 20 hydrocarbon group” may be a saturated or unsaturated acyclic group, or a saturated or unsaturated cyclic group. When the C 1 -C 20 hydrocarbon group is acyclic, it may be linear or branched. The “C 1 -C 20 hydrocarbon group” includes a C 1 -C 20 alkyl group, a C 2 -C 20 alkenyl group, a C 2 -C 20 alkynyl group, a C 4 -C 20 alkyl dienyl group, a C 6- C 18 aryl group, C 7 -C 20 alkylaryl group, C 7 -C 20 arylalkyl group, C 4 -C 20 cycloalkyl group, C 4 -C 20 cycloalkenyl group, (C 3 ~C 10 cycloalkyl) C 1 -C 10 alkyl groups and the like are included.
本明細書において、「C1〜C20アルキル基」は、C1〜C10アルキル基であることが好ましく、C1〜C6アルキル基であることが更に好ましい。アルキル基の例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル等を挙げることができる。 In the present specification, "C 1 -C 20 alkyl group" is preferably C 1 -C 10 alkyl group, more preferably a C 1 -C 6 alkyl group. Examples of alkyl groups include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, dodecanyl and the like.
本明細書において、「C2〜C20アルケニル基」は、C2〜C10アルケニル基であることが好ましく、C2〜C6アルケニル基であることが更に好ましい。アルケニル基の例としては、制限するわけではないが、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、2−メチル−1−プロペニル、2−メチルアリル、2−ブテニル等を挙げることができる。 In the present specification, "C 2 -C 20 alkenyl group" is preferably C 2 -C 10 alkenyl group, more preferably a C 2 -C 6 alkenyl group. Examples of alkenyl groups include, but are not limited to, vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, 2-methyl-1-propenyl, 2-methylallyl, 2-butenyl and the like.
本明細書において、「C2〜C20アルキニル基」は、C2〜C10アルキニル基であることが好ましく、C2〜C6アルキニル基であることが更に好ましい。アルキニル基の例としては、制限するわけではないが、エチニル、プロピニル、ブチニル等を挙げることができる。 In the present specification, "C 2 -C 20 alkynyl group" is preferably C 2 -C 10 alkynyl group, more preferably a C 2 -C 6 alkynyl group. Examples of alkynyl groups include, but are not limited to, ethynyl, propynyl, butynyl, and the like.
本明細書において、「C4〜C20アルキルジエニル基」は、C4〜C10アルキルジエニル基であることが好ましく、C4〜C6アルキルジエニル基であることが更に好ましい。アルキルジエニル基の例としては、制限するわけではないが、1,3−ブタジエニル等を挙げることができる。 In the present specification, "C 4 -C 20 alkyldienyl group" is preferably C 4 -C 10 alkadienyl group, more preferably a C 4 -C 6 alkadienyl group. Examples of alkyldienyl groups include, but are not limited to, 1,3-butadienyl and the like.
本明細書において、「C6〜C18アリール基」は、C6〜C10アリール基であることが好ましい。アリール基の例としては、制限するわけではないが、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、インデニル、ビフェニリル、アントリル、フェナントリル等を挙げることができる。 In the present specification, the “C 6 -C 18 aryl group” is preferably a C 6 -C 10 aryl group. Examples of the aryl group include, but are not limited to, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, indenyl, biphenylyl, anthryl, phenanthryl and the like.
本明細書において、「C7〜C20アルキルアリール基」は、C7〜C12アルキルアリール基であることが好ましい。アルキルアリール基の例としては、制限するわけではないが、o−トリル、m−トリル、p−トリル、2,3−キシリル、2,4−キシリル、2,5−キシリル、o−クメニル、m−クメニル、p−クメニル、メシチル等を挙げることができる。 In the present specification, the “C 7 -C 20 alkylaryl group” is preferably a C 7 -C 12 alkylaryl group. Examples of alkylaryl groups include, but are not limited to, o-tolyl, m-tolyl, p-tolyl, 2,3-xylyl, 2,4-xylyl, 2,5-xylyl, o-cumenyl, m -Cumenyl, p-cumenyl, mesityl and the like can be mentioned.
本明細書において、「C7〜C20アリールアルキル基」は、C7〜C12アリールアルキル基であることが好ましい。アリールアルキル基の例としては、制限するわけではないが、ベンジル、フェネチル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、1−ナフチルメチル、2−ナフチルメチル、2,2−ジフェニルエチル、3−フェニルプロピル、4−フェニルブチル、5−フェニルペンチル等を挙げることができる。 In the present specification, the “C 7 -C 20 arylalkyl group” is preferably a C 7 -C 12 arylalkyl group. Examples of arylalkyl groups include, but are not limited to, benzyl, phenethyl, diphenylmethyl, triphenylmethyl, 1-naphthylmethyl, 2-naphthylmethyl, 2,2-diphenylethyl, 3-phenylpropyl, 4-phenyl Examples include phenylbutyl and 5-phenylpentyl.
本明細書において、「C4〜C20シクロアルキル基」は、C4〜C10シクロアルキル基であることが好ましい。シクロアルキル基の例としては、制限するわけではないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等を挙げることができる。 In the present specification, the “C 4 -C 20 cycloalkyl group” is preferably a C 4 -C 10 cycloalkyl group. Examples of cycloalkyl groups include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl and the like.
本明細書において、「C4〜C20シクロアルケニル基」は、C4〜C10シクロアルケニル基であることが好ましい。シクロアルケニル基の例としては、制限するわけではないが、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル等を挙げることができる。 In the present specification, the “C 4 -C 20 cycloalkenyl group” is preferably a C 4 -C 10 cycloalkenyl group. Examples of cycloalkenyl groups include, but are not limited to, cyclopropenyl, cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl and the like.
本明細書において、「C1〜C20アルコキシ基」は、C1〜C10アルコキシ基であることが好ましく、C1〜C6アルコキシ基であることが更に好ましい。アルコキシ基の例としては、制限するわけではないが、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ等がある。 In the present specification, the “C 1 -C 20 alkoxy group” is preferably a C 1 -C 10 alkoxy group, and more preferably a C 1 -C 6 alkoxy group. Examples of alkoxy groups include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy and the like.
本明細書において、「C6〜C20アリールオキシ基」は、C6〜C10アリールオキシ基であることが好ましい。アリールオキシ基の例としては、制限するわけではないが、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ビフェニルオキシ等を挙げることができる。 In the present specification, the “C 6 -C 20 aryloxy group” is preferably a C 6 -C 10 aryloxy group. Examples of aryloxy groups include, but are not limited to, phenyloxy, naphthyloxy, biphenyloxy, and the like.
本明細書において、「アルキルチオ基(−SY1、式中、Y1は置換基を有してもよいC1〜C20アルキル基を示す。)」及び「アルキルスルホニル基(−SO2Y3、式中、Y3は置換基を有してもよいC1〜C20アルキル基を示す。)」において、Y1及びY3は、C1〜C10アルキル基であることが好ましく、C1〜C6アルキル基であることが更に好ましい。アルキル基の例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル等を挙げることができる。 In the present specification, “alkylthio group (—SY 1 , wherein Y 1 represents an optionally substituted C 1 -C 20 alkyl group)” and “alkylsulfonyl group (—SO 2 Y 3 In the formula, Y 3 represents an optionally substituted C 1 -C 20 alkyl group.) ”, Y 1 and Y 3 are preferably C 1 -C 10 alkyl groups, it is more preferably 1 -C 6 alkyl group. Examples of alkyl groups include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, dodecanyl and the like.
本明細書において、「アリールチオ基(−SY2、式中、Y2は置換基を有してもよいC6〜C18アリール基を示す。)」及び「アリールスルホニル基(−SO2Y4、式中、Y4は置換基を有してもよいC6〜C18アリール基を示す。)」において、Y2及びY4は、C6〜C10アリール基であることが好ましい。アリール基の例としては、制限するわけではないが、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、インデニル、ビフェニリル、アントリル、フェナントリル等を挙げることができる。 In the present specification, “arylthio group (—SY 2 , wherein Y 2 represents an optionally substituted C 6 -C 18 aryl group)” and “arylsulfonyl group (—SO 2 Y 4 In the formula, Y 4 represents an optionally substituted C 6 -C 18 aryl group.) ”, It is preferable that Y 2 and Y 4 are C 6 -C 10 aryl groups. Examples of the aryl group include, but are not limited to, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, indenyl, biphenylyl, anthryl, phenanthryl and the like.
「C1〜C20炭化水素基」、「C1〜C20アルコキシ基」、「C6〜C20アリールオキシ基」、「アミノ基」、「シリル基」、「アルキルチオ基」、「アリールチオ基」、「アルキルスルホニル基」、「アリールスルホニル基」には、置換基が導入されていてもよい。この置換基としては、例えば、エステル基、カルボキシル基、アミド基、アルキン基、トリメチルシリル基、アミノ基、ホスホニル基、チオ基、カルボニル基、ニトロ基、スルホ基、イミノ基、ハロゲノ基、アルコキシ基などを挙げることができる。この場合、置換基は、置換可能な位置に1個以上、置換可能な最大数まで導入されていてもよく、好ましくは1個〜4個導入されていてもよい。置換基数が2個以上である場合、各置換基は同一であっても異なっていてもよい。 “C 1 -C 20 hydrocarbon group”, “C 1 -C 20 alkoxy group”, “C 6 -C 20 aryloxy group”, “amino group”, “silyl group”, “alkylthio group”, “arylthio group” ”,“ Alkylsulfonyl group ”, and“ arylsulfonyl group ”may have a substituent introduced therein. Examples of the substituent include an ester group, a carboxyl group, an amide group, an alkyne group, a trimethylsilyl group, an amino group, a phosphonyl group, a thio group, a carbonyl group, a nitro group, a sulfo group, an imino group, a halogeno group, and an alkoxy group. Can be mentioned. In this case, one or more substituents may be introduced at the substitutable position up to the maximum number that can be substituted, and preferably 1 to 4 substituents may be introduced. When the number of substituents is 2 or more, each substituent may be the same or different.
本明細書において、「置換基を有してもよいアミノ基」の例としては、制限するわけではないが、アミノ、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノ等がある。 In the present specification, examples of the “amino group which may have a substituent” include, but are not limited to, amino, dimethylamino, methylamino, methylphenylamino, phenylamino and the like.
本明細書において、「置換基を有していてもよいシリル基」の例としては、制限するわけではないが、ジメチルシリル、ジエチルシリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリメトキシシリル、トリエトキシシリル、ジフェニルメチルシリル、トリフェニルシリル、トリフェノキシシリル、ジメチルメトキシシリル、ジメチルフェノキシシリル、メチルメトキシフェニル等がある。 In this specification, examples of “optionally substituted silyl group” include, but are not limited to, dimethylsilyl, diethylsilyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, trimethoxysilyl, triethoxysilyl, diphenyl Examples include methylsilyl, triphenylsilyl, triphenoxysilyl, dimethylmethoxysilyl, dimethylphenoxysilyl, and methylmethoxyphenyl.
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「Ph」はフェニル基を表し、「Me」はメチル基を表し、「Et」はエチル基を表し、「Bu」はブチル基を表し、「tBu」は3級ブチル基を表し、「iPr」は2級プロピル基を表し、「Ac」はアセチル基を表し、「Cp」はシクロペンタジエニル基を表し、「Cp*」はペンタメチルシクロペンタジエニル基を表し、「Fc」はフェロセニル基を表す。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to an Example.
In this specification, “Ph” represents a phenyl group, “Me” represents a methyl group, “Et” represents an ethyl group, “Bu” represents a butyl group, and “tBu” represents tertiary butyl. “IPr” represents a secondary propyl group, “Ac” represents an acetyl group, “Cp” represents a cyclopentadienyl group, and “Cp * ” represents a pentamethylcyclopentadienyl group. , “Fc” represents a ferrocenyl group.
[合成例1]Fe2C70[4−tBuC6H4]6Cp* 2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ1.07 (br, 30H, Cp*), 1.34 (s, 18H, CH3), 1.39 (s, 18H, CH3), 1.62 (s, 18H, CH3), 7.36 (d, JH-H = 8.6 Hz, 4H, C6H5), 7.49 (d, JH-H = 8.0 Hz, 4H, C6H5), 7.67 (d, JH-H = 8.0 Hz, 4H, C6H5), 7.79 (d, JH-H = 8.0 Hz, 4H, C6H5), 7.98 (d, JH-H = 8.0 Hz, 4H, C6H5), 8.80 (d, JH-H = 8.0 Hz, 4H, C6H5); 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 9.71 (10C, Cp*), 31.40 (6C, C(CH3)3), 31.44 (6C, C(CH3)3), 31.64 (6C, C(CH3)3), 34.47 (2C, C(CH3)3), 34.56 (6C, C(CH3)3), 34.82 (6C, C(CH3)3), 55.55 (2C, C70), 57.03 (2C, C70), 58.73 (2C, C70), 80.44 (2C, Cp*), 88.78 (2C, C70), 89.27 (2C, C70), 90.02 (2C, C70), 91.42 (2C+2C, C70), 125.00 (4C, C6H4), 125.23 (4C, C6H4), 125.31 (4C, C6H4), 127.81 (2C), 129.09 (4C, C6H4), 129.34 (4C, C6H4), 129.79 (4C, C6H4), 132.41 (2C), 133.21 (2C), 133.73 (2C), 137.35 (2C), 137.66 (2C), 137.85 (2C), 139.58 (2C), 140.18 (2C), 140.48 (2C), 142.76 (2C), 142.87 (2C), 143.61 (2C), 144.80 (2C), 145.00 (2C), 145.98 (2C), 146.23 (2C), 146.60 (2C), 146.95 (2C), 147.09 (2C), 147.77 (2C), 148.38 (2C), 148.50 (2C+2C), 149.69 (2C), 150.03 (2C), 150.08 (2C), 150.24 (2C), 150.49 (2C), 150.65 (2C), 152.02 (2C), 159.65 (2C), 163.07 (2C); APCI-TOF MS calcd for C150H108Fe2 (M+H)+; 2022.7267, found m/z = 2022.7203. 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ1.07 (br, 30H, Cp *), 1.34 (s, 18H, CH 3 ), 1.39 (s, 18H, CH 3 ), 1.62 (s, 18H, CH 3 ), 7.36 (d, J HH = 8.6 Hz, 4H, C 6 H 5 ), 7.49 (d, J HH = 8.0 Hz, 4H, C 6 H 5 ), 7.67 (d, J HH = 8.0 Hz, 4H, C 6 H 5 ), 7.79 (d, J HH = 8.0 Hz, 4H, C 6 H 5 ), 7.98 (d, J HH = 8.0 Hz, 4H, C 6 H 5 ), 8.80 (d, J HH = 8.0 Hz, 4H, C 6 H 5 ); 13 C NMR (125 MHz, CDCl 3 ) δ 9.71 (10C, Cp *), 31.40 (6C, C (CH 3 ) 3 ), 31.44 (6C, C (CH 3 ) 3 ), 31.64 (6C, C (CH 3 ) 3 ), 34.47 (2C, C (CH 3 ) 3 ), 34.56 (6C, C (CH 3 ) 3 ), 34.82 (6C, C (CH 3 ) 3 ) , 55.55 (2C, C 70 ), 57.03 (2C, C 70 ), 58.73 (2C, C 70 ), 80.44 (2C, Cp *), 88.78 (2C, C 70 ), 89.27 (2C, C 70 ), 90.02 (2C, C 70 ), 91.42 (2C + 2C, C 70 ), 125.00 (4C, C 6 H 4 ), 125.23 (4C, C 6 H 4 ), 125.31 (4C, C 6 H 4 ), 127.81 (2C ), 129.09 (4C, C 6 H 4 ), 129.34 (4C, C 6 H 4 ), 129.79 (4C, C 6 H 4 ), 132.41 (2C), 133.21 (2C), 133.73 (2C), 137.35 (2C ), 137.66 (2C), 137.85 (2C), 139.58 (2C), 140.18 (2C), 140.48 (2C), 142.76 (2C), 142.87 (2C), 143.6 1 (2C), 144.80 (2C), 145.00 (2C), 145.98 (2C), 146.23 (2C), 146.60 (2C), 146.95 (2C), 147.09 (2C), 147.77 (2C), 148.38 (2C), 148.50 (2C + 2C), 149.69 (2C), 150.03 (2C), 150.08 (2C), 150.24 (2C), 150.49 (2C), 150.65 (2C), 152.02 (2C), 159.65 (2C), 163.07 (2C) ); APCI-TOF MS calcd for C 150 H 108 Fe 2 (M + H) + ; 2022.7267, found m / z = 2022.7203.
また、トルエン/エタノール溶液から得た単結晶について、X線結晶回折により分析を行なった。結果は以下のとおりだった((a)はORTEP図、(b)は一側面から見たCPKモデル、(c)は他側面から見たCPKモデルを示す)。
[合成例2]:Ru2C70[4−tBuC6H4]6Cp2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 500 MHz) δ1.36 (s, 18H, t-Bu), 1.38 (s, 18H, t-Bu), 1.42 (s, 18H, t-Bu), 3.82 (s, 10H, Cp), 7.40 (d, J = 8.6 Hz, 4H, C6H4), 7.43 (d, J = 8.6 Hz, 4H, C6H4), 7.49 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C6H4), 7.77 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C6H4), 7.99 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C6H4), 8.07 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C6H4); 13C NMR (CD2Cl2, 125 MHz) δ31.47 (6C+6C, t-Bu (Me)), 31.49 (6C, t-Bu (Me)), 34.83 (2C, t-Bu (C)), 34.85 (2C, t-Bu (C)), 34.88 (2C, t-Bu (C)), 55.13 (2C, C70 (sp3)), 56.88 (2C, C70 (sp3)), 59.18 (2C, C70 (sp3)), 74.43 (10C, Cp), 93.44 (2C, FCp), 94.00 (2C, FCp), 96.72 (2C, FCp), 97.28 (2C, FCp), 105.73 (2C, FCp), 124.86 (4C), 124.95 (4C), 125.24 (4C), 127.20 (2C), 128.25 (4C), 128.29 (4C), 128.96 (4C), 132.21 (2C), 133.91 (2C), 134.56 (2C), 136.99 (2C), 138.37 (2C), 141.77 (2C), 142.77 (2C), 143.01 (2C), 143.24 (2C), 143.33 (2C), 144.19 (2C), 145.36 (2C), 145.72 (2C), 146.32 (2C), 146.56 (2C), 147.11 (2C), 147.58 (2C), 147.65 (2C), 148.04 (2C), 149.07 (2C), 149.26 (2C), 149.39 (2C), 150.06 (2C), 150.34 (2C), 150.74 (2C), 150.80 (2C), 150.86 (2C), 151.24 (2C), 151.68 (2C), 151.75 (2C), 159.78 (2C), 163.41 (2C); HRMS (APCI-TOF, positive) m/z calcd for C140H89Ru2 + [M+H]+ 1973.5046, found 1973.5038. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 500 MHz) δ1.36 (s, 18H, t-Bu), 1.38 (s, 18H, t-Bu), 1.42 (s, 18H, t-Bu), 3.82 (s , 10H, Cp), 7.40 (d, J = 8.6 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.43 (d, J = 8.6 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.49 (d, J = 8.3 Hz, 4H , C 6 H 4 ), 7.77 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.99 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 8.07 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C 6 H 4 ); 13 C NMR (CD 2 Cl 2 , 125 MHz) δ31.47 (6C + 6C, t-Bu (Me)), 31.49 (6C, t-Bu (Me)), 34.83 ( 2C, t-Bu (C)), 34.85 (2C, t-Bu (C)), 34.88 (2C, t-Bu (C)), 55.13 (2C, C 70 (sp 3 )), 56.88 (2C, C 70 (sp 3 )), 59.18 (2C, C 70 (sp 3 )), 74.43 (10C, Cp), 93.44 (2C, FCp), 94.00 (2C, FCp), 96.72 (2C, FCp), 97.28 ( 2C, FCp), 105.73 (2C, FCp), 124.86 (4C), 124.95 (4C), 125.24 (4C), 127.20 (2C), 128.25 (4C), 128.29 (4C), 128.96 (4C), 132.21 (2C) ), 133.91 (2C), 134.56 (2C), 136.99 (2C), 138.37 (2C), 141.77 (2C), 142.77 (2C), 143.01 (2C), 143.24 (2C), 143.33 (2C), 144.19 (2C) ), 145.36 (2C), 145.72 (2C), 146.32 (2C), 146.56 (2C), 147.11 (2C), 147.58 (2C), 147.65 (2C), 148.04 (2C), 149 .07 (2C), 149.26 (2C), 149.39 (2C), 150.06 (2C), 150.34 (2C), 150.74 (2C), 150.80 (2C), 150.86 (2C), 151.24 (2C), 151.68 (2C) , 151.75 (2C), 159.78 (2C), 163.41 (2C); HRMS (APCI-TOF, positive) m / z calcd for C 140 H 89 Ru 2 + [M + H] + 1973.5046, found 1973.5038.
[合成例3]:Ru2C70[4−tBuC6H4]6Cp* 2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz) δ1.17 (s, 30H, C5Me5), 1.29 (s, 18H, t-Bu), 1.40 (s, 18H, t-Bu), 1.58 (s, 18H, t-Bu), 7.23 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4), 7.35 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4), 7.50 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C6H4), 7.73 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4), 7.90 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4), 8.59 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4); 13C NMR (CD2Cl2, 100 MHz) δ10.43 (10C, Cp* (Me)), 31.42 (6C, t-Bu (Me)), 31.53 (6C, t-Bu (Me)), 31.67 (6C, t-Bu (Me)), 34.62 (2C, t-Bu (C)), 34.83 (2C, t-Bu (C)), 35.04 (2C, t-Bu (C)), 55.93 (2C, C70 (sp3)), 57.63 (2C, C70 (sp3)), 59.24 (2C, C70 (sp3)), 86.85 (10C, Cp* (C(sp2))), 92.48 (2C, FCp), 94.26 (2C, FCp), 94.92 (2C, FCp), 95.28 (2C, FCp), 107.16 (2C, FCp), 125.34 (4C), 125.55 (4C), 125.66 (4C), 126.69 (2C), 128.80 (4C), 129.14 (4C), 129.44 (4C), 132.51 (2C), 133.63 (2C), 134.24 (2C), 135.49 (2C), 138.31 (2C), 140.38 (2C), 140.83 (2C), 140.90 (2C), 141.21 (2C), 143.27 (2C), 143.45 (2C), 144.12 (2C), 145.32 (2C), 145.60 (2C), 146.38 (2C), 146.91 (2C), 147.29 (2C), 147.44 (2C), 147.61 (2C), 148.53 (2C), 148.60 (2C), 148.75 (2C), 149.02 (2C), 150.01 (2C), 150.07 (2C), 150.53 (2C), 150.87 (2C), 151.56 (2C), 152.04 (2C), 153.56 (2C), 159.24 (2C), 164.33 (2C); HRMS (APCI-TOF, positive) m/z calcd for C150H109Ru2 + [M+H]+ 2113.6611, found 2113.6596. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 400 MHz) δ1.17 (s, 30H, C 5 Me 5 ), 1.29 (s, 18H, t-Bu), 1.40 (s, 18H, t-Bu), 1.58 ( s, 18H, t-Bu), 7.23 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.35 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.50 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.73 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.90 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 8.59 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ); 13 C NMR (CD 2 Cl 2 , 100 MHz) δ 10.43 (10C, Cp * (Me)), 31.42 (6C, t-Bu (Me)), 31.53 ( 6C, t-Bu (Me)), 31.67 (6C, t-Bu (Me)), 34.62 (2C, t-Bu (C)), 34.83 (2C, t-Bu (C)), 35.04 (2C, t-Bu (C)), 55.93 (2C, C 70 (sp 3 )), 57.63 (2C, C 70 (sp 3 )), 59.24 (2C, C 70 (sp 3 )), 86.85 (10C, Cp * (C (sp 2 ))), 92.48 (2C, FCp), 94.26 (2C, FCp), 94.92 (2C, FCp), 95.28 (2C, FCp), 107.16 (2C, FCp), 125.34 (4C), 125.55 (4C), 125.66 (4C), 126.69 (2C), 128.80 (4C), 129.14 (4C), 129.44 (4C), 132.51 (2C), 133.63 (2C), 134.24 (2C), 135.49 (2C), 138.31 (2C), 140.38 (2C), 140.83 (2C), 140.90 (2C), 141.21 (2C), 143.27 (2C), 143.45 (2C), 144.12 (2C), 145.32 (2C), 145.60 (2C), 146.38 (2C), 146.91 (2C), 147.29 (2C), 147.44 (2C), 147.61 (2C), 148.53 (2C), 148.60 (2C), 148.75 (2C), 149.02 (2C), 150.01 (2C), 150.07 (2C), 150.53 (2C), 150.87 (2C), 151.56 (2C), 152.04 (2C), 153.56 (2C), 159.24 (2C), 164.33 (2C); HRMS (APCI-TOF, positive) m / z calcd for C 150 H 109 Ru 2 + [M + H] + 2113.6611, found 2113.6596.
[実施例1]Fe2{C70[4−tBuC6H4]6[FcC6H4]Me}Cp* 2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 500 MHz) δ 1.04 (s, 15H, C5Me5), 1.11 (s, 15H, C5Me5), 1.34 (s, 9H, t-Bu), 1.37 (s, 9H, t-Bu), 1.39 (s, 9H, t-Bu), 1.41 (s, 9H, t-Bu), 1.61 (s, 9H, t-Bu), 1.65 (s, 9H, t-Bu), 2.16 (s, 3H, C(sp3)-Me), 4.03 (s, 5H, Cp), 4.32 (t, J = 1.7 Hz, 2H, C5H4), 4.68 (d, J = 1.8 Hz, 2H, C5H4), 7.35-7.90 (m, 23H, C6H4), 8.04 (dd, J = 2.3, 8.0 Hz, 1H, C6H4), 8.63 (d, J = 8.0 Hz, 2H, C6H4), 8.93 (d, J = 8.1 Hz, 2H, C6H4); 13C NMR (CD2Cl2, 125 MHz) δ 9.99 (5C, Cp* (Me)), 10.01 (5C, Cp* (Me)), 31.48 (3C, t-Bu (Me)), 31.51 (3C, t-Bu (Me)), 31.52 (3C, t-Bu (Me)), 31.55 (3C, t-Bu (Me)), 31.72 (3C, t-Bu (Me)), 31.76 (3C, t-Bu (Me)), 32.73 (1C, Me-C70 (sp3)), 34.70 (1C, t-Bu (C)), 34.78 (1C+1C+1C, t-Bu (C)), 35.04 (1C, t-Bu (C)), 35.12 (1C, t-Bu (C)), 55.61 (1C, C70 (sp3)), 56.13 (1C, C70 (sp3)), 56.24 (1C, C70 (sp3)), 57.23 (1C, C70 (sp3)), 57.94 (1C, C70 (sp3)), 58.60 (1C, C70 (sp3)), 59.54 (1C, C70 (sp3)), 63.10 (1C, C70 (sp3)), 66.85 (1C, C5H4), 67.00 (1C, C5H4), 69.40 (1C, C5H4), 69.42 (1C, C5H4), 70.01 (5C, Cp), 80.87 (5C, Cp* (C(sp2))), 80.92 (5C, Cp* (C(sp2))), 85.12 (1C, C5H4), 88.24 (1C, FCp), 88.85 (1C, FCp), 89.23 (1C, FCp), 90.06 (1C, FCp), 90.31 (1C, FCp), 91.32 (1C, FCp), 91.94 (1C, FCp), 92.95 (1C, FCp), 102.60 (1C, FCp), 104.25 (1C, FCp), 125.31 (2C), 125.55 (2C), 125.57 (2C+2C), 125.59 (2C), 125.73 (2C), 125.87 (1C), 125.95 (1C), 127.96 (1C), 128.24 (1C), 128.49 (1C), 128.97 (2C), 129.51 (2C), 129.68 (2C), 129.75 (1C), 129.82 (2C), 129.86 (2C), 129.95 (2C), 130.56, 131.21, 131.79, 133.16, 133.32, 135.24, 136.85, 136.97, 138.26, 138.58, 138.69, 138.72, 139.64 (1C+1C), 140.15, 140.29, 140.42, 140.58, 140.66, 140.72, 140.89, 140.92, 141.05, 141.29, 142.34, 142.81, 143.94 (1C+1C), 143.98, 144.21, 144.30, 144.33, 145.57, 145.83, 146.24, 146.27, 147.27, 147.52, 147.66, 147.85, 147.88, 148.02, 148.64, 148.80, 149.60, 150.51, 150.55 (1C+1C), 150.58, 150.61, 150.86, 151.01, 151.41, 152.71, 154.44, 154.55, 155.04, 156.51, 157.62, 158.96, 159.93, 160.88, 161.02, 161.63; HRMS (APCI-TOF, positive) m/z calcd for C167H124Fe3 + [M]+ 2296.7751, found 2296.7733. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 500 MHz) δ 1.04 (s, 15H, C 5 Me 5 ), 1.11 (s, 15H, C 5 Me 5 ), 1.34 (s, 9H, t-Bu), 1.37 ( s, 9H, t-Bu), 1.39 (s, 9H, t-Bu), 1.41 (s, 9H, t-Bu), 1.61 (s, 9H, t-Bu), 1.65 (s, 9H, t- Bu), 2.16 (s, 3H, C (sp 3 ) -Me), 4.03 (s, 5H, Cp), 4.32 (t, J = 1.7 Hz, 2H, C 5 H 4 ), 4.68 (d, J = 1.8 Hz, 2H, C 5 H 4 ), 7.35-7.90 (m, 23H, C 6 H 4 ), 8.04 (dd, J = 2.3, 8.0 Hz, 1H, C 6 H 4 ), 8.63 (d, J = 8.0 Hz, 2H, C 6 H 4 ), 8.93 (d, J = 8.1 Hz, 2H, C 6 H 4 ); 13 C NMR (CD 2 Cl 2 , 125 MHz) δ 9.99 (5C, Cp * (Me) ), 10.01 (5C, Cp * (Me)), 31.48 (3C, t-Bu (Me)), 31.51 (3C, t-Bu (Me)), 31.52 (3C, t-Bu (Me)), 31.55 (3C, t-Bu (Me)), 31.72 (3C, t-Bu (Me)), 31.76 (3C, t-Bu (Me)), 32.73 (1C, Me-C 70 (sp 3 )), 34.70 (1C, t-Bu (C)), 34.78 (1C + 1C + 1C, t-Bu (C)), 35.04 (1C, t-Bu (C)), 35.12 (1C, t-Bu (C)) , 55.61 (1C, C 70 (sp 3 )), 56.13 (1C, C 70 (sp 3 )), 56.24 (1C, C 70 (sp 3 )), 57.23 (1C, C 70 (sp 3 )), 57.94 (1C, C 70 (sp 3 )), 58.60 (1C, C 70 (sp 3 )), 59.54 (1C, C 70 (sp 3 )), 63.10 (1C, C 7 0 (sp 3 )), 66.85 (1C, C 5 H 4 ), 67.00 (1C, C 5 H 4 ), 69.40 (1C, C 5 H 4 ), 69.42 (1C, C 5 H 4 ), 70.01 (5C , Cp), 80.87 (5C, Cp * (C (sp 2 ))), 80.92 (5C, Cp * (C (sp 2 ))), 85.12 (1C, C 5 H 4 ), 88.24 (1C, FCp) , 88.85 (1C, FCp), 89.23 (1C, FCp), 90.06 (1C, FCp), 90.31 (1C, FCp), 91.32 (1C, FCp), 91.94 (1C, FCp), 92.95 (1C, FCp), 102.60 (1C, FCp), 104.25 (1C, FCp), 125.31 (2C), 125.55 (2C), 125.57 (2C + 2C), 125.59 (2C), 125.73 (2C), 125.87 (1C), 125.95 (1C) , 127.96 (1C), 128.24 (1C), 128.49 (1C), 128.97 (2C), 129.51 (2C), 129.68 (2C), 129.75 (1C), 129.82 (2C), 129.86 (2C), 129.95 (2C) , 130.56, 131.21, 131.79, 133.16, 133.32, 135.24, 136.85, 136.97, 138.26, 138.58, 138.69, 138.72, 139.64 (1C + 1C), 140.15, 140.29, 140.42, 140.58, 140.66, 140.72, 140.89, 140.92, 141.05 141.29, 142.34, 142.81, 143.94 (1C + 1C), 143.98, 144.21, 144.30, 144.33, 145.57, 145.83, 146.24, 146.27, 147.27, 147.52, 147.66, 147.85, 147.88, 148.02, 148.64, 148.80, 149.60, 150.55 (1C + 1C), 150.58, 150.61, 150.86, 15 1.01, 151.41, 152.71, 154.44, 154.55, 155.04, 156.51, 157.62, 158.96, 159.93, 160.88, 161.02, 161.63; HRMS (APCI-TOF, positive) m / z calcd for C 167 H 124 Fe 3 + [M] + 2296.7751, found 2296.7733.
[実施例2]Ru2{C70[4−tBuC6H4]6[FcC6H4]Me}Cp2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz) δ1.33 (s, 9H, t-Bu), 1.34(s, 9H, t-Bu), 1.36(s, 9H, t-Bu), 1.40(s, 9H, t-Bu), 1.41(s, 9H, t-Bu), 1.45(s, 9H, t-Bu), 2.23 (s, 3H, Me), 3.82 (s, 5H, Cp), 3.84 (s, 5H, Cp), 4.02 (s, 5H, Cp), 4.33 (m, 2H, C5H4), 4.67 (m, 2H, C5H4), 7.34-7.50 (m, 15H, C6H4), 7.71 (d, J = 8.2 Hz, 2H, C6H4), 7.80 (d, J = 8.5 Hz, 2H, C6H4), 7.91 (d, J = 8.5 Hz, 2H, C6H4), 7.97-8.00 (m, 5H, C6H4), 8.13 (d, J = 8.5 Hz, 2H, C6H4); 13C NMR (CD2Cl2, 100 MHz) δ31.45 (3C, t-Bu (Me)), 31.47 (3C+3C+3C, t-Bu (Me)), 31.53 (3C+3C, t-Bu (Me)), 32.73 (1C, Me-C70 (sp3)), 34.77 (1C, t-Bu (C)), 34.78 (1C, t-Bu (C)), 34.79 (1C, t-Bu (C)), 34.82 (1C, t-Bu (C)), 34.86 (1C, t-Bu (C)), 34.87 (1C, t-Bu (C)), 55.28 (1C, C70 (sp3)), 55.38 (1C, C70 (sp3)), 55.74 (1C, C70 (sp3)), 56.54 (1C, C70 (sp3)), 57.36 (1C, C70 (sp3)), 58.73 (1C, C70 (sp3)), 59.52 (1C, C70 (sp3)), 63.19 (1C, C70 (sp3)), 66.83 (1C, C5H4), 67.01 (1C, C5H4), 69.45 (1C, C5H4), 69.47 (1C, C5H4), 70.03 (5C, Cp), 74.29 (5C, Cp), 74.35 (5C, Cp), 85.01 (1C, C5H4), 93.44 (1C, FCp), 94.10 (1C, FCp), 94.46 (1C, FCp), 95.22 (1C, FCp), 95.77 (1C, FCp), 96.62 (1C, FCp), 96.84 (1C, FCp), 98.03 (1C, FCp), 104.96 (1C, FCp), 106.34 (1C, FCp), 124.75 (2C), 124.77 (2C), 124.90 (2C), 124.95 (2C), 125.05 (2C), 125.14 (2C), 125.93 (1C), 125.94 (1C), 125.95 (1C), 125.96 (1C), 128.00 (2C), 128.17 (2C), 128.19 (2C), 128.39 (1C), 128.42 (2C), 128.63 (2C), 129.03 (1C), 129.04 (2C), 130.61, 130.94, 131.21, 133.56, 133.68, 134.55, 136.11, 137.54, 137.65, 138.49, 138.68, 138.75, 139.21, 140.43, 141.23, 141.42, 141.88, 142.17, 142.50, 142.59, 142.98, 143.14, 143.54, 143.73, 143.75, 143.77, 144.27, 145.06, 145.13, 145.77, 146.60, 146.64, 146.86, 147.07, 147.19, 147.43, 147.86 (1C+1C), 148.15, 149.09, 149.14, 149.21, 149.90, 150.13, 150.48, 150.54 (1C+1C), 150.58 (1C+1C), 150.67 (1C+1C+1C), 151.53, 153.41, 153.43, 153.76, 155.64, 156.42, 158.11, 158.95, 159.86, 160.95, 161.16, 161.65; HRMS (APCI-TOF, positive) m/z calcd for C157H105FeRu2 + [M+H]+ 2249.5647, found 2249.5662. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 400 MHz) δ1.33 (s, 9H, t-Bu), 1.34 (s, 9H, t-Bu), 1.36 (s, 9H, t-Bu), 1.40 (s , 9H, t-Bu), 1.41 (s, 9H, t-Bu), 1.45 (s, 9H, t-Bu), 2.23 (s, 3H, Me), 3.82 (s, 5H, Cp), 3.84 ( s, 5H, Cp), 4.02 (s, 5H, Cp), 4.33 (m, 2H, C 5 H 4 ), 4.67 (m, 2H, C 5 H 4 ), 7.34-7.50 (m, 15H, C 6 H 4 ), 7.71 (d, J = 8.2 Hz, 2H, C 6 H 4 ), 7.80 (d, J = 8.5 Hz, 2H, C 6 H 4 ), 7.91 (d, J = 8.5 Hz, 2H, C 6 H 4 ), 7.97-8.00 (m, 5H, C 6 H 4 ), 8.13 (d, J = 8.5 Hz, 2H, C 6 H 4 ); 13 C NMR (CD 2 Cl 2 , 100 MHz) δ31. 45 (3C, t-Bu (Me)), 31.47 (3C + 3C + 3C, t-Bu (Me)), 31.53 (3C + 3C, t-Bu (Me)), 32.73 (1C, Me-C 70 (sp 3 )), 34.77 (1C, t-Bu (C)), 34.78 (1C, t-Bu (C)), 34.79 (1C, t-Bu (C)), 34.82 (1C, t-Bu ( C)), 34.86 (1C, t-Bu (C)), 34.87 (1C, t-Bu (C)), 55.28 (1C, C 70 (sp 3 )), 55.38 (1C, C 70 (sp 3 ) ), 55.74 (1C, C 70 (sp 3 )), 56.54 (1C, C 70 (sp 3 )), 57.36 (1C, C 70 (sp 3 )), 58.73 (1C, C 70 (sp 3 )), 59.52 (1C, C 70 (sp 3 )), 63.19 (1C, C 70 (sp 3 )), 66.83 (1C, C 5 H 4 ), 67.01 (1C, C 5 H 4 ), 69.45 (1C, C 5 H 4 ), 69.47 (1C, C 5 H 4 ), 70.03 (5C, Cp), 74.29 (5C, Cp), 74.35 (5C, Cp), 85.01 (1C, C 5 H 4 ), 93.44 (1C, FCp), 94.10 (1C, FCp), 94.46 (1C, FCp), 95.22 (1C, FCp), 95.77 (1C, FCp), 96.62 (1C, FCp), 96.84 (1C, FCp), 98.03 (1C, FCp), 104.96 (1C, FCp), 106.34 (1C, FCp), 124.75 (2C), 124.77 (2C), 124.90 (2C), 124.95 (2C), 125.05 (2C), 125.14 (2C), 125.93 (1C), 125.94 (1C), 125.95 (1C), 125.96 (1C), 128.00 (2C), 128.17 (2C), 128.19 (2C), 128.39 (1C), 128.42 (2C), 128.63 (2C), 129.03 (1C), 129.04 (2C), 130.61, 130.94, 131.21, 133.56, 133.68, 134.55, 136.11, 137.54, 137.65, 138.49, 138.68, 138.75, 139.21, 140.43, 141.23, 141.42, 141.88, 142.59, 142.50, 142.59 142.98, 143.14, 143.54, 143.73, 143.75, 143.77, 144.27, 145.06, 145.13, 145.77, 146.60, 146.64, 146.86, 147.07, 147.19, 147.43, 147.86 (1C + 1C), 148.15, 149.90, 149.15 , 150.48, 150.54 (1C + 1C), 150.58 (1C + 1C), 150.67 (1C + 1C + 1C), 151.53, 153.41, 153.43, 153.76, 155.64, 156.42, 158.11, 158.95, 159.86, 160 .95, 161.16, 161.65; HRMS (APCI-TOF, positive) m / z calcd for C 157 H 105 FeRu 2 + [M + H] + 2249.5647, found 2249.5662.
[実施例3]Ru2{C70[4−tBuC6H4]6[FcC6H4]Me}Cp* 2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 500 MHz) δ1.17 (s, 15H, C5Me5), 1.22 (s, 15H, C5Me5), 1.26・(s, 9H, t-Bu), 1.33 (s, 9H, t-Bu), 1.36 (s, 9H, t-Bu), 1.38 (s, 9H, t-Bu), 1.56 (s, 9H, t-Bu), 1.61 (s, 9H, t-Bu), 2.20 (s, 3H, Me), 4.02 (s, 5H, Cp), 4.33 (m, 2H, C5H4), 4.68 (m, 2H, C5H4), 7.17-7.83 (m, 23H, C6H4), 8.08 (m, 1H, C6H4), 8.44 (d, J = 8.6 Hz, 2H, C6H4), 8.72 (d, J = 8.6 Hz, 2H, C6H4); 13C NMR (CD2Cl2, 125 MHz)δ10.45(5C, Cp* (Me)), 10.50 (5C, Cp* (Me)), 31.43 (3C, t-Bu (Me)), 31.50 (3C, t-Bu (Me)), 31.53 (3C, t-Bu (Me)), 31.55 (3C, t-Bu (Me)), 31.68 (3C, t-Bu (Me)), 31.72 (3C, t-Bu (Me)), 32.78 (1C, Me-C70 (sp3)), 34.59 (1C, t-Bu (C)), 34.68 (1C, t-Bu (C)), 34.78 (1C, t-Bu (C)), 34.79 (1C, t-Bu (C)), 35.00 (1C, t-Bu (C)), 35.08 (1C, t-Bu (C)), 55.68 (1C, C70 (sp3)), 56.05 (1C, C70 (sp3)), 56.13 (1C, C70 (sp3)), 57.35 (1C, C70 (sp3)), 58.13 (1C, C70 (sp3)), 58.63 (1C, C70 (sp3)), 59.61 (1C, C70 (sp3)), 63.20 (1C, C70 (sp3)), 66.85 (1C, C5H4), 67.02 (1C, C5H4), 69.41 (1C, C5H4), 69.98 (1C, C5H4), 70.02 (5C, Cp), 85.15 (1C, C5H4), 86.66 (5C, Cp* (C(sp2))), 86.70 (5C, Cp* (C(sp2))), 92.55 (1C, FCp), 93.31 (1C, FCp), 94.16 (1C, FCp), 94.35 (1C, FCp), 94.81 (1C, FCp), 95.10 (1C, FCp), 95.41 (1C, FCp), 96.03 (1C, FCp), 106.28 (1C, FCp), 107.83 (1C, FCp), 125.20 (2C), 125.40 (2C), 125.42 (2C), 125.49 (2C), 125.55 (2C), 125.57 (2C), 125.89 (1C), 125.96 (1C), 126.59 (1C), 127.99 (1C), 128.02 (1C), 128.73 (1C+2C), 128.77 (2C), 128.98 (2C), 129.18 (2C), 129.27 (2C), 129.37 (2C), 130.63, 131.26, 131.37, 133.28, 133.45, 134.57, 134.97, 136.22, 136.75, 138.50, 138.61, 138.71, 139.70, 140.42, 140.43, 141.00, 141.10, 141.19, 141.20, 141.24, 141.32, 141.41 (1C+1C), 141.62, 142.43, 143.00, 143.19, 144.27, 144.28, 144.63, 144.78, 144.89, 145.94, 146.38, 146.69, 147.35, 147.56, 147.61, 147.78, 147.98, 148.12, 148.32, 148.46, 148.56, 149.92, 149.93, 150.00, 150.29, 150.33, 150.52, 150.62, 150.78, 152.10, 154.08, 155.33, 155.58, 155.65, 157.09, 157.72, 158.13, 160.47, 160.51, 160.98, 161.50; HRMS (APCI-TOF, positive) m/z calcd for C167H125FeRu2 + [M+H]+ 2389.7212, found 2389.7252. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 500 MHz) δ1.17 (s, 15H, C 5 Me 5 ), 1.22 (s, 15H, C 5 Me 5 ), 1.26 ・ (s, 9H, t-Bu), 1.33 (s, 9H, t-Bu), 1.36 (s, 9H, t-Bu), 1.38 (s, 9H, t-Bu), 1.56 (s, 9H, t-Bu), 1.61 (s, 9H, t-Bu), 2.20 (s, 3H, Me), 4.02 (s, 5H, Cp), 4.33 (m, 2H, C 5 H 4 ), 4.68 (m, 2H, C 5 H 4 ), 7.17-7.83 (m, 23H, C 6 H 4 ), 8.08 (m, 1H, C 6 H 4 ), 8.44 (d, J = 8.6 Hz, 2H, C 6 H 4 ), 8.72 (d, J = 8.6 Hz, 2H , C 6 H 4 ); 13 C NMR (CD 2 Cl 2 , 125 MHz) δ 10.45 (5C, Cp * (Me)), 10.50 (5C, Cp * (Me)), 31.43 (3C, t-Bu (Me)), 31.50 (3C, t-Bu (Me)), 31.53 (3C, t-Bu (Me)), 31.55 (3C, t-Bu (Me)), 31.68 (3C, t-Bu (Me )), 31.72 (3C, t-Bu (Me)), 32.78 (1C, Me-C 70 (sp 3 )), 34.59 (1C, t-Bu (C)), 34.68 (1C, t-Bu (C )), 34.78 (1C, t-Bu (C)), 34.79 (1C, t-Bu (C)), 35.00 (1C, t-Bu (C)), 35.08 (1C, t-Bu (C)) , 55.68 (1C, C 70 (sp 3 )), 56.05 (1C, C 70 (sp 3 )), 56.13 (1C, C 70 (sp 3 )), 57.35 (1C, C 70 (sp 3 )), 58.13 (1C, C 70 (sp 3 )), 58.63 (1C, C 70 (sp 3 )), 59.61 (1C, C 70 (sp 3 )), 63.20 (1C, C 70 (sp 3 )), 66 .85 (1C, C 5 H 4 ), 67.02 (1C, C 5 H 4 ), 69.41 (1C, C 5 H 4 ), 69.98 (1C, C 5 H 4 ), 70.02 (5C, Cp), 85.15 ( 1C, C 5 H 4 ), 86.66 (5C, Cp * (C (sp 2 ))), 86.70 (5C, Cp * (C (sp 2 ))), 92.55 (1C, FCp), 93.31 (1C, FCp ), 94.16 (1C, FCp), 94.35 (1C, FCp), 94.81 (1C, FCp), 95.10 (1C, FCp), 95.41 (1C, FCp), 96.03 (1C, FCp), 106.28 (1C, FCp) , 107.83 (1C, FCp), 125.20 (2C), 125.40 (2C), 125.42 (2C), 125.49 (2C), 125.55 (2C), 125.57 (2C), 125.89 (1C), 125.96 (1C), 126.59 ( 1C), 127.99 (1C), 128.02 (1C), 128.73 (1C + 2C), 128.77 (2C), 128.98 (2C), 129.18 (2C), 129.27 (2C), 129.37 (2C), 130.63, 131.26, 131.37 , 133.28, 133.45, 134.57, 134.97, 136.22, 136.75, 138.50, 138.61, 138.71, 139.70, 140.42, 140.43, 141.00, 141.10, 141.19, 141.20, 141.24, 141.32, 141.41 (1C + 1C), 141.62, 142.43, 143.00, 143.19, 144.27, 144.28, 144.63, 144.78, 144.89, 145.94, 146.38, 146.69, 147.35, 147.56, 147.61, 147.78, 147.98, 148.12, 148.32, 148.46, 148.56, 149.92, 149.93, 150.00, 150.29, 150.33, 150, 150.78, 152.10, 154.08, 155.33, 155.58, 155.65, 157.09, 157.72, 158.13, 160.47, 160.51, 160.98, 161.50; HRMS (APCI-TOF, positive) m / z calcd for C 167 H 125 FeRu 2 + [M + H] + 2389.7212, found 2389.7252.
[比較例1]Ru2{C70[4−tBuC6H4]6[FcC6H4]Me}Cp* 2の合成
[比較試験]実施例3で合成した化合物と比較例1で合成した化合物との比較
実施例3で合成したRu2{C70[4−tBuC6H4]6(C6H4Fc)Me}Cp* 2と、比較例1で合成したRu2{C70[4−tBuC6H4]6PhMe}Cp* 2について、ジクロロメタン中で、それぞれのサイクリックボルタンメトリーを、nBu4NB(3,5−(CF3)2C6H3)4存在下で測定した。
図1はこれらの化合物のサイクリックボルタモグラムである。
また、2つの化合物の酸化電位と2つのルテニウム原子での酸化電位の差δEの値も測定した。その結果は表1のとおりであった。
FIG. 1 is a cyclic voltammogram of these compounds.
The value of the difference δE between the oxidation potential of the two compounds and the oxidation potential between the two ruthenium atoms was also measured. The results are shown in Table 1.
図1が示すように、実施例3の化合物は可逆的に3電子の酸化が生じたが、比較例1の化合物は可逆的に2電子の酸化が生じた。また、表1に示すように、実施例3の化合物と比較例1の化合物のそれぞれのδE(0.31V,0.29V)を比べると、0.02V異なっていた。実施例3の化合物が、比較例1の化合物より小さなδEの値をとることは、酸化を被るフェロセニル基を導入した結果、フラーレンC70骨格上の電子密度が低下し、フラーレンに直接結合する2つのルテニウム原子間での電子的相互作用が減少したことを意味している。このように、ゲート端子として機能するフェロセン部位に正の電圧を印加することによって、フラーレン上の2つのルテニウム原子間の電子移動を抑制できた。 As shown in FIG. 1, the compound of Example 3 reversibly oxidized three electrons, while the compound of Comparative Example 1 reversibly oxidized two electrons. Further, as shown in Table 1, when δE (0.31 V, 0.29 V) of the compound of Example 3 and the compound of Comparative Example 1 were compared, it was 0.02 V different. The fact that the compound of Example 3 has a smaller δE value than the compound of Comparative Example 1 is that the electron density on the fullerene C 70 skeleton is reduced as a result of introducing a ferrocenyl group that undergoes oxidation, and the compound directly binds to fullerene 2 This means that the electronic interaction between two ruthenium atoms has decreased. Thus, by applying a positive voltage to the ferrocene site functioning as the gate terminal, electron transfer between two ruthenium atoms on the fullerene could be suppressed.
[実施例4]Ru2{C70[4−tBuC6H4]6[C6H4COOEt]Me}Cp2の合成
合成した化合物について、1H−NMRを行なった。結果は以下のとおりだった。 1 H-NMR was performed on the synthesized compound. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz) δ1.34 (s, 9H+9H, t-Bu), 1.36 (s, 9H, t-Bu), 1.38 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH3CH2) 1.39 (s, 9H, t-Bu), 1.41 (s, 9H, t-Bu), 1.45 (s, 9H, t-Bu), 2.18 (s, 3H, Me), 3.82 (s, 5H, Cp), 3.84 (s, 5H, Cp), 4.36 (q, J = 7.0 Hz, 2H, CH3CH2), 7.33-8.22 (m, 28H, C6H4). 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 400 MHz) δ1.34 (s, 9H + 9H, t-Bu), 1.36 (s, 9H, t-Bu), 1.38 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH 3 CH 2 ) 1.39 (s, 9H, t-Bu), 1.41 (s, 9H, t-Bu), 1.45 (s, 9H, t-Bu), 2.18 (s, 3H, Me), 3.82 (s, 5H, Cp), 3.84 (s, 5H, Cp), 4.36 (q, J = 7.0 Hz, 2H, CH 3 CH 2 ), 7.33-8.22 (m, 28H, C 6 H 4 ).
得られたRu2{C70[4−tBuC6H4]6[C6H4COOEt]Me}Cp2のカルボン酸エステル基の脱保護処理を行いカルボキシル基にすることによって、Ru2{C70[4−tBuC6H4]6[C6H4COOH]Me}を合成できる。 The resulting Ru 2 {C 70 [4-tBuC 6 H 4 ] 6 [C 6 H 4 COOEt] Me} Cp 2 is subjected to deprotection treatment to form a carboxyl group, whereby Ru 2 {C 70 [4-tBuC 6 H 4 ] 6 [C 6 H 4 COOH] Me} can be synthesized.
[合成例4]Ru2C70[4−tBuC6H4]6[C5H4COCH2CH2CH2Br]2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz) δ1.27 (m, 4H, CH2CH2CH2), 1.38 (s, 18H, t-Bu), 1.40 (s, 18H, t-Bu), 1.42 (s, 18H, t-Bu), 2.07 (m, 4H, CH2CO), 2.75 (m, 4H, CH2Br), 3.52 (s, 2H+2H, C5H4), 4.49 (s, 2H, C5H4), 4.55 (s, 2H, C5H4), 7.42 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4), 7.49 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4), 7.56 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C6H4), 7.68 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C6H4), 7.94 (d, J = 8.0 Hz, 4H, C6H4), 8.07 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C6H4); 13C NMR (CD2Cl2, 100 MHz) δ27.04 (2C, CCCBr), 31.47 (6C, t-Bu (Me)), 31.48 (6C+6C, t-Bu (Me)), 34.02 (2C, CBr), 34.86 (2C, t-Bu (C)), 34.92 (2C, t-Bu (C)), 34.94 (2C, t-Bu (C)), 37.22 (2C, CCO), 55.33 (2C, C70 (sp3)), 56.84 (2C, C70 (sp3)), 59.13 (2C, C70 (sp3)), 74.11 (2C, C5H4), 74.80 (2C, C5H4), 78.01 (2C, C5H4), 78.33 (2C, C5H4), 84.66 (2C, C5H4), 93.71 (2C, FCp), 94.28 (2C, FCp), 98.86 (2C, FCp), 99.64 (2C, FCp), 106.80 (2C, FCp), 125.11 (4C), 125.29 (4C), 125.53 (4C), 125.71 (2C), 128.14 (4C), 128.21 (4C), 128.78 (4C), 132.25 (2C), 133.98 (2C), 134.58 (2C), 135.77 (2C), 138.38 (2C), 142.20 (2C), 142.33 (2C), 142.51 (2C), 142.59 (2C), 143.34 (2C), 144.37 (2C), 145.35 (2C), 146.03 (2C), 146.65 (2C), 147.08 (2C), 147.63 (2C), 147.65 (2C+2C), 148.05 (2C), 149.05 (2C), 149.08 (2C), 149.17 (2C), 149.91 (2C), 150.02 (2C), 151.07 (2C), 151.09 (2C), 151.23 (2C), 151.26 (2C), 151.34 (2C), 151.87 (2C), 159.07 (2C), 163.35 (2C), 199.47 (2C, CO); HRMS (APCI-TOF, positive) m/z calcd for C148H99Br2O2Ru2 + [M+H]+ 2269.4093, found 2269.4049. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 400 MHz) δ1.27 (m, 4H, CH 2 CH 2 CH 2 ), 1.38 (s, 18H, t-Bu), 1.40 (s, 18H, t-Bu), 1.42 (s, 18H, t-Bu), 2.07 (m, 4H, CH 2 CO), 2.75 (m, 4H, CH 2 Br), 3.52 (s, 2H + 2H, C 5 H 4 ), 4.49 (s , 2H, C 5 H 4 ), 4.55 (s, 2H, C 5 H 4 ), 7.42 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.49 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.56 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.68 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.94 (d, J = 8.0 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 8.07 (d, J = 8.3 Hz, 4H, C 6 H 4 ); 13 C NMR (CD 2 Cl 2 , 100 MHz) δ27.04 (2C, CCCBr), 31.47 (6C, t- Bu (Me)), 31.48 (6C + 6C, t-Bu (Me)), 34.02 (2C, CBr), 34.86 (2C, t-Bu (C)), 34.92 (2C, t-Bu (C)) , 34.94 (2C, t-Bu (C)), 37.22 (2C, CCO), 55.33 (2C, C 70 (sp 3 )), 56.84 (2C, C 70 (sp 3 )), 59.13 (2C, C 70 (sp 3 )), 74.11 (2C, C 5 H 4 ), 74.80 (2C, C 5 H 4 ), 78.01 (2C, C 5 H 4 ), 78.33 (2C, C 5 H 4 ), 84.66 (2C, C 5 H 4 ), 93.71 (2C, FCp), 94.28 (2C, FCp), 98.86 (2C, FCp), 99.64 (2C, FCp), 106.80 (2C, FCp), 125.11 (4C), 125.29 (4C) , 125.53 (4C), 125.71 (2C), 128.14 (4C ), 128.21 (4C), 128.78 (4C), 132.25 (2C), 133.98 (2C), 134.58 (2C), 135.77 (2C), 138.38 (2C), 142.20 (2C), 142.33 (2C), 142.51 (2C) ), 142.59 (2C), 143.34 (2C), 144.37 (2C), 145.35 (2C), 146.03 (2C), 146.65 (2C), 147.08 (2C), 147.63 (2C), 147.65 (2C + 2C), 148.05 (2C), 149.05 (2C), 149.08 (2C), 149.17 (2C), 149.91 (2C), 150.02 (2C), 151.07 (2C), 151.09 (2C), 151.23 (2C), 151.26 (2C), 151.34 (2C), 151.87 (2C), 159.07 (2C), 163.35 (2C), 199.47 (2C, CO); HRMS (APCI-TOF, positive) m / z calcd for C 148 H 99 Br 2 O 2 Ru 2 + [M + H] + 2269.4093, found 2269.4049.
[合成例5]Ru2C70[4−tBuC6H4]6[C5H4COCH2CH2CH2SAc]2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz) δ1.20-1.32 (m, 4H, CH2CH2CH2), 1.36 (s, 18H, t-Bu), 1.41 (s, 18H, t-Bu), 1.43 (s, 18H, t-Bu), 1.94 (t, J = 7.4 Hz, 4H, CH2CO), 2.18 (s, 6H, CH3CO), 2.21-2.31 (m, 4H, CH2S), 3.53 (s, 2H, C5H4), 3.58 (s, 2H, C5H4), 4.44 (s, 2H, C5H4), 4.55 (s, 2H, C5H4), 7.44 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4), 7.45 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4), 7.57 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4), 7.62 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4), 7.96 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4), 8.08 (d, J = 8.4 Hz, 4H, C6H4); 13C NMR (CD2Cl2, 100 MHz) δ24.12 (2C, CCCS), 28.51 (2C, CH2S), 30.72 (2C,CH3CO), 31.45 (6C, t-Bu (Me)), 31.48 (6C, t-Bu (Me)), 31.49 (6C, t-Bu (Me)), 34.87 (2C+2C, t-Bu (C)), 34.95 (2C, t-Bu (C)), 37.54 (2C, CH2CO), 55.35 (2C, C70 (sp3)), 56.85 (2C, C70 (sp3)), 59.13 (2C, C70 (sp3)), 74.17 (2C, C5H4), 74.59 (2C, C5H4), 78.07 (2C, C5H4), 78.20 (2C, C5H4), 84.84 (2C, C5H4), 93.43 (2C, FCp), 94.33 (2C, FCp), 98.80 (2C, FCp), 99.75 (2C, FCp), 106.66 (2C, FCp), 125.10 (4C), 125.24 (4C), 125.52 (4C), 125.92 (2C), 128.05 (4C), 128.23 (4C), 128.82 (4C), 132.23 (2C), 133.98 (2C), 134.57 (2C), 135.55 (2C), 138.38 (2C), 142.31 (2C), 142.38 (2C), 142.45 (2C), 142.54 (2C), 143.32 (2C), 144.36 (2C), 145.35 (2C), 146.04 (2C), 146.64 (2C), 147.08 (2C), 147.44 (2C), 147.59 (2C), 147.64 (2C), 148.09 (2C), 148.99 (2C), 149.06 (2C), 149.18 (2C), 149.89 (2C), 149.92 (2C), 150.93 (2C), 151.11 (2C), 151.26 (2C), 151.43 (2C), 151.51 (2C), 152.03 (2C), 158.93 (2C), 163.48 (2C), 195.45 (2C, CH3CO), 199.69 (2C, CH2CO); HRMS (APCI-TOF, positive) m/z calcd for C152H105O4Ru2S2 + [M+H]+ 2261.5536, found 2261.5569. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 400 MHz) δ1.20-1.32 (m, 4H, CH 2 CH 2 CH 2 ), 1.36 (s, 18H, t-Bu), 1.41 (s, 18H, t-Bu ), 1.43 (s, 18H, t-Bu), 1.94 (t, J = 7.4 Hz, 4H, CH 2 CO), 2.18 (s, 6H, CH 3 CO), 2.21-2.31 (m, 4H, CH 2 S), 3.53 (s, 2H, C 5 H 4 ), 3.58 (s, 2H, C 5 H 4 ), 4.44 (s, 2H, C 5 H 4 ), 4.55 (s, 2H, C 5 H 4 ) , 7.44 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.45 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.57 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.62 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.96 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 8.08 (d, J = 8.4 Hz, 4H, C 6 H 4 ); 13 C NMR (CD 2 Cl 2 , 100 MHz) δ24.12 (2C, CCCS), 28.51 (2C, CH 2 S), 30.72 (2C, CH 3 CO), 31.45 (6C, t-Bu ( Me)), 31.48 (6C, t-Bu (Me)), 31.49 (6C, t-Bu (Me)), 34.87 (2C + 2C, t-Bu (C)), 34.95 (2C, t-Bu ( C)), 37.54 (2C, CH 2 CO), 55.35 (2C, C 70 (sp 3 )), 56.85 (2C, C 70 (sp 3 )), 59.13 (2C, C 70 (sp 3 )), 74.17 (2C, C 5 H 4 ), 74.59 (2C, C 5 H 4 ), 78.07 (2C, C 5 H 4 ), 78.20 (2C, C 5 H 4 ), 84.84 (2C, C 5 H 4 ), 93.43 (2C, FCp), 94.33 (2C, FCp), 98.80 (2C, FCp), 99.75 (2C, FCp), 106.66 (2C, FCp), 125.10 (4C), 125.24 (4C), 125.52 (4C), 125.92 (2C), 128.05 (4C), 128.23 (4C), 128.82 (4C), 132.23 ( 2C), 133.98 (2C), 134.57 (2C), 135.55 (2C), 138.38 (2C), 142.31 (2C), 142.38 (2C), 142.45 (2C), 142.54 (2C), 143.32 (2C), 144.36 ( 2C), 145.35 (2C), 146.04 (2C), 146.64 (2C), 147.08 (2C), 147.44 (2C), 147.59 (2C), 147.64 (2C), 148.09 (2C), 148.99 (2C), 149.06 ( 2C), 149.18 (2C), 149.89 (2C), 149.92 (2C), 150.93 (2C), 151.11 (2C), 151.26 (2C), 151.43 (2C), 151.51 (2C), 152.03 (2C), 158.93 ( 2C), 163.48 (2C), 195.45 (2C, CH 3 CO), 199.69 (2C, CH 2 CO); HRMS (APCI-TOF, positive) m / z calcd for C 152 H 105 O 4 Ru 2 S 2 + [M + H] + 2261.5536, found 2261.5569.
[実施例5]Ru2C70[4−tBuC6H4]6[C5H4COCH2CH2CH2SH]2の合成
合成した化合物について、1H−NMR、13C−NMRおよびMS分析を行なった。結果は以下のとおりだった。 The synthesized compound was subjected to 1 H-NMR, 13 C-NMR and MS analysis. The results were as follows.
1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz) δ1.33 (s, 18H, t-Bu), 1.44 (s, 18H, t-Bu), 1.46 (s, 18H, t-Bu), 1.64-1.67 (m, 4H, CH2CH2CH2), 2.06-2.24 (m, 4H, CH2CO), 2.39-2.55 (m, 4H, CH2S), 3.62 (s, 2H, C5H4), 3.71 (s, 2H, C5H4), 4.14 (s, 2H, C5H4), 4.92 (s, 2H, C5H4), 7.37 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4), 7.49 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4), 7.54 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4), 7.61 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4), 8.01 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C6H4), 8.19 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C6H4); 13C NMR (CD2Cl2, 100 MHz) δ24.23 (2C, CCCS), 31.45 (6C, t-Bu (Me)), 31.52 (6C+6C, t-Bu (Me)), 34.84 (2C, t-Bu (C)), 34.94 (2C, t-Bu (C)), 35.01 (2C, t-Bu (C)), 37.66 (2C, CCO), 39.50 (2C, CH2S), 55.32 (2C, C70 (sp3)), 56.79 (2C, C70 (sp3)), 59.09 (2C, C70 (sp3)), 73.02 (2C, C5H4), 76.01 (2C, C5H4), 77.77 (2C, C5H4), 78.31 (2C, C5H4), 85.98 (2C, C5H4), 94.10 (2C, FCp), 94.59 (2C, FCp), 98.37 (2C, FCp), 98.78 (2C, FCp), 106.84 (2C, FCp), 125.11 (4C), 125.35 (4C), 125.46 (4C), 126.21 (2C), 127.83 (4C), 128.41 (4C), 129.01 (4C), 131.94 (2C), 133.93 (2C), 134.54 (2C), 136.43 (2C), 138.40 (2C), 141.69 (2C), 142.30 (2C), 142.41 (2C), 142.55 (2C), 143.28 (2C), 144.34 (2C), 145.32 (2C), 146.16 (2C), 146.51 (2C), 146.94 (2C), 147.07 (2C), 147.56 (2C), 147.70 (2C), 148.22 (2C), 148.29 (2C), 148.47 (2C), 148.69 (2C), 149.28 (2C), 149.82 (2C), 150.94 (2C), 151.32 (2C), 151.47 (2C), 151.78 (2C), 152.67 (2C), 152.84 (2C), 158.23 (2C), 163.73 (2C), 200.60 (2C, CO); HRMS (APCI-TOF, positive) m/z calcd for C148H100O2Ru2S2 + [M]+ 2176.5252, found 2176.5195. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 , 400 MHz) δ1.33 (s, 18H, t-Bu), 1.44 (s, 18H, t-Bu), 1.46 (s, 18H, t-Bu), 1.64-1.67 (m, 4H, CH 2 CH 2 CH 2 ), 2.06-2.24 (m, 4H, CH 2 CO), 2.39-2.55 (m, 4H, CH 2 S), 3.62 (s, 2H, C 5 H 4 ) , 3.71 (s, 2H, C 5 H 4 ), 4.14 (s, 2H, C 5 H 4 ), 4.92 (s, 2H, C 5 H 4 ), 7.37 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.49 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.54 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 7.61 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 8.01 (d, J = 8.2 Hz, 4H, C 6 H 4 ), 8.19 (d, J = 8.5 Hz, 4H, C 6 H 4 ); 13 C NMR (CD 2 Cl 2 , 100 MHz ) δ24.23 (2C, CCCS), 31.45 (6C, t-Bu (Me)), 31.52 (6C + 6C, t-Bu (Me)), 34.84 (2C, t-Bu (C)), 34.94 ( 2C, t-Bu (C)), 35.01 (2C, t-Bu (C)), 37.66 (2C, CCO), 39.50 (2C, CH 2 S), 55.32 (2C, C 70 (sp 3 )), 56.79 (2C, C 70 (sp 3 )), 59.09 (2C, C 70 (sp 3 )), 73.02 (2C, C 5 H 4 ), 76.01 (2C, C 5 H 4 ), 77.77 (2C, C 5 H 4 ), 78.31 (2C, C 5 H 4 ), 85.98 (2C, C 5 H 4 ), 94.10 (2C, FCp), 94.59 (2C, FCp), 98.37 (2C, FCp), 98.78 (2C, FCp ), 106.84 (2C, FCp), 125.11 (4C), 125.35 (4C), 125.46 (4C), 126.21 (2C), 127.83 (4C), 128.41 (4C), 129.01 (4C), 131.94 (2C), 133.93 (2C), 134.54 (2C), 136.43 (2C), 138.40 (2C), 141.69 (2C), 142.30 (2C), 142.41 (2C), 142.55 (2C), 143.28 (2C), 144.34 (2C), 145.32 (2C), 146.16 (2C), 146.51 (2C), 146.94 (2C), 147.07 (2C), 147.56 (2C), 147.70 (2C), 148.22 (2C), 148.29 (2C), 148.47 (2C), 148.69 (2C), 149.28 (2C), 149.82 (2C), 150.94 (2C), 151.32 (2C), 151.47 (2C), 151.78 (2C), 152.67 (2C), 152.84 (2C), 158.23 (2C), 163.73 (2C), 200.60 (2C, CO); HRMS (APCI-TOF, positive) m / z calcd for C 148 H 100 O 2 Ru 2 S 2 + [M] + 2176.5252, found 2176.5195.
本発明の活用法として、例えば、トランジスタ等の電子デバイスを挙げることができる。 Examples of the utilization method of the present invention include electronic devices such as transistors.
Claims (7)
[上記式中、R 3 はそれぞれ独立してC 1 〜C 5 アルキル基であり;
R 4 は、C 1 〜C 5 アルキル基であり;
R 5 は、それぞれ独立して、C 1 〜C 5 アルキル基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、それぞれ独立して、単結合、置換基を有してもよいC 1 〜C 5 のアルキレン、置換基を有してもよいC 2 〜C 5 のアルケニレン、置換基を有してもよいC 2 〜C 5 のアルキニレンまたは置換基を有してもよいC 6 〜C 30 のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH 2 −は−O−、−S−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0〜5の整数であり;
qは、それぞれ独立して、0〜4の整数であり;
nは、0〜2の整数であり;
Arは、それぞれ独立して、下記式(A)
(式(A)中、R 1 は、それぞれ独立して、C 1 〜C 3 アルキル基であり;
R 2 は、それぞれ独立して、C 1 〜C 3 アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である。)
で表される基である。]
で表される部分構造を有する、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。 The following formula (1), (21), (22), (31) or (32)
[In the above formula, each R 3 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
R 4 is a C 1 -C 5 alkyl group;
Each R 5 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L are each independently a single bond, an alkylene good C 1 -C 5 may have a substituent, an alkenylene good C 2 -C 5 may have a substituent, which may have a substituent C 2 -C 5 alkynylene or C 6 -C 30 phenylene which may have a substituent , and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —S -, -COO-, -CO- or -OCO- may be replaced, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine;
m is each independently an integer of 0 to 5;
q is each independently an integer of 0 to 4;
n is an integer from 0 to 2;
Ar independently represents the following formula (A)
(In formula (A) , each R 1 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer of 0-2 . )
It is group represented by these. ]
Having a partial structure represented in, fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor.
[上記式中、
R3はそれぞれ独立してC1〜C2アルキル基であり;
R4は、C1〜C3アルキル基であり;
R5は、それぞれ独立して、C1〜C5アルキル基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0または5であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である、
Arは、それぞれ独立して、下記式(A)
(式(A)中、R1は、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である。)
で表される基である。]
で表される部分構造を有する、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体であって、
フラーレンC70に付加しているMtlを有する2つの基がそれぞれソース端子とドレイン端子であり、フラーレンC70に付加しているフェロセンを有する基がゲート端子である、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。 Following formula (1)
[In the above formula,
Each R 3 is independently a C 1 -C 2 alkyl group;
R 4 is a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 5 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 to C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 to C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 to C which may have a substituent. 5 alkenylene or optionally substituted C 6 -C 30 phenylene, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each m is independently 0 or 5;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer from 0 to 2,
Ar independently represents the following formula (A)
(In formula (A), R 1 is a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer of 0-2. )
It is group represented by these. ]
A fullerene C 70 derivative for a single molecule transistor having a partial structure represented by:
Two groups having Mtl, appended to the fullerene C 70 is the source terminal and the drain terminal, respectively, a group having a ferrocene are added to the fullerene C 70 is a gate terminal, fullerene C 70 for monomolecular transistor Derivative.
上記式(1)中、
R3はそれぞれ独立してメチルまたはエチルであり;
R4は、メチルまたはエチルであり;
R5は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0または5であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
R2は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
pは、0〜2の整数であり、
フラーレンC70に付加しているソース端子とドレイン端子とが導電性電極に接合し、ゲート端子を電気化学的に作動させる、単分子トランジスタ。 According to claim 2, a single-molecule transistor including a fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor,
In the above formula (1),
Each R 3 is independently methyl or ethyl;
R 4 is methyl or ethyl;
Each R 5 is independently methyl or ethyl;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 to C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 to C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 to C which may have a substituent. 5 alkenylene or optionally substituted C 6 -C 30 phenylene, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each m is independently 0 or 5;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently methyl or ethyl;
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
p is an integer from 0 to 2,
A monomolecular transistor in which a source terminal and a drain terminal attached to fullerene C 70 are joined to a conductive electrode, and a gate terminal is operated electrochemically.
[上記式中、
R3はそれぞれ独立してC1〜C2アルキル基であり;
R4は、C1〜C3アルキル基であり;
R5は、それぞれ独立して、C1〜C5アルキル基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0または5であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である、
Arは、それぞれ独立して、下記式(A)
(式(A)中、R1は、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である。)
で表される基である。]
で表される部分構造を有する、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体であって、
フラーレンC70に付加しているMtlを有する2つの基がそれぞれソース端子とドレイン端子であり、フラーレンC70に付加しているカルボキシル基またはチオール基を有する基がゲート端子である、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。 A fullerene C 70 derivative represented by the following formula (21) or (22)
[In the above formula,
Each R 3 is independently a C 1 -C 2 alkyl group;
R 4 is a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 5 is independently a C 1 -C 5 alkyl group;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 to C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 to C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 to C which may have a substituent. 5 alkenylene or optionally substituted C 6 -C 30 phenylene, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each m is independently 0 or 5;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer from 0 to 2,
Ar independently represents the following formula (A)
(In formula (A), R 1 is a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer of 0-2. )
It is group represented by these. ]
A fullerene C 70 derivative for a single molecule transistor having a partial structure represented by:
Two groups having Mtl added to fullerene C 70 are a source terminal and a drain terminal, respectively, and a group having a carboxyl group or a thiol group added to fullerene C 70 is a gate terminal. fullerene C 70 derivatives.
上記式(21)または(22)中、
R3はそれぞれ独立してメチルまたはエチルであり;
R4は、メチルまたはエチルであり;
R5は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
mは、それぞれ独立して、0または5であり;
nは、0〜2の整数であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
R2は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
pは、0〜2の整数であり、
フラーレンC70に付加しているソース端子とドレイン端子が導電性電極に、ゲート端子がITO電極に接合している、単分子トランジスタ。 According to claim 4, a monomolecular transistor including a fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor,
In the above formula (21) or (22),
Each R 3 is independently methyl or ethyl;
R 4 is methyl or ethyl;
Each R 5 is independently methyl or ethyl;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 to C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 to C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 to C which may have a substituent. 5 alkenylene or optionally substituted C 6 -C 30 phenylene, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each m is independently 0 or 5;
n is an integer from 0 to 2;
In formula (A),
Each R 1 is independently methyl or ethyl;
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
p is an integer from 0 to 2,
The source and drain terminals, appended to the fullerene C 70 is a conductive electrode, a gate terminal is bonded to the ITO electrode, the monomolecular transistor.
[上記式中、
R3はそれぞれ独立してC1〜C2アルキル基であり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
qは、それぞれ独立して、0または4であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である、
Arは、それぞれ独立して、下記式(A)
(式(A)中、R1は、C1〜C3アルキル基であり;
R2は、それぞれ独立して、C1〜C3アルキル基であり;
pは、0〜2の整数である。)
で表される基である。]
で表される部分構造を有する、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体であって、
フラーレンC70に付加している金属原子Mtlを有する2つの基がそれぞれソース端子とドレイン端子であり、フラーレンC70骨格をゲート端子とする、単分子トランジスタ用のフラーレンC70誘導体。 A fullerene C 70 derivative represented by the following formula (31) or (32)
[In the above formula,
Each R 3 is independently a C 1 -C 2 alkyl group;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 to C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 to C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 to C which may have a substituent. 5 alkenylene or optionally substituted C 6 -C 30 phenylene, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each q is independently 0 or 4;
In formula (A),
Each R 1 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer from 0 to 2,
Ar independently represents the following formula (A)
(In formula (A), R 1 is a C 1 -C 3 alkyl group;
Each R 2 is independently a C 1 -C 3 alkyl group;
p is an integer of 0-2. )
It is group represented by these. ]
A fullerene C 70 derivative for a single molecule transistor having a partial structure represented by:
Are two groups the source and drain terminals respectively having a metal atom Mtl, appended to the fullerene C 70, fullerene C 70 skeleton and gate terminal, fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor.
上記式(31)または(32)中、
R3はそれぞれ独立してメチルまたはエチルであり;
Mtlは、それぞれ独立して、FeまたはRuであり;
Lは、単結合、置換基を有してもよいC1〜C5のアルキレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレン、置換基を有してもよいC2〜C5のアルケニレンまたは置換基を有してもよいC6〜C30のフェニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレン、アルキニレンまたはフェニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、−CO−もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;
qは、それぞれ独立して、0または4であり;
式(A)中、
R1は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
R2は、それぞれ独立して、メチルまたはエチルであり;
pは、0〜2の整数であり、
フラーレンC70に付加しているソース端子とドレイン端子とが導電性電極に接合し、フラーレンC70骨格に電子が注入されることによりゲート端子を作動させる単分子トランジスタ。 According to claim 6, a monomolecular transistor including a fullerene C 70 derivatives for monomolecular transistor,
In the above formula (31) or (32),
Each R 3 is independently methyl or ethyl;
Each of Mtl is independently Fe or Ru;
L is a single bond, C 1 to C 5 alkylene which may have a substituent, C 2 to C 5 alkenylene which may have a substituent, or C 2 to C which may have a substituent. 5 alkenylene or optionally substituted C 6 -C 30 phenylene, and in these alkylene, alkenylene, alkynylene or phenylene, any —CH 2 — is —O—, —COO—, —CO—. Or may be replaced by -OCO-;
each q is independently 0 or 4;
In formula (A),
Each R 1 is independently methyl or ethyl;
Each R 2 is independently methyl or ethyl;
p is an integer from 0 to 2,
Joining the source and drain terminals, appended to the fullerene C 70 is a conductive electrode, the monomolecular transistor to operate the gate terminal by electrons to fullerene C 70 skeleton is injected.
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