ニトロンの自己組織化単分子膜：トリアゾロン構造モチーフを持つ自己活性化および化学的にアドレス可能なN-複素環カルベン単分子膜

Self-Assembled Monolayers of Nitron: Self-Activated and Chemically Addressable N-Heterocyclic Carbene Monolayers with Triazolone Structural Motif.

• Einav Amit
• Iris Berg
• Elad Gross

抄録

N-複素環カルベン（NHC）は、様々な表面上に自己組織化単分子膜（SAM）を形成するためのユニークな分子プラットフォームとして浮上してきた。しかし、活性カルベンの形成にはイミダゾリウム塩前駆体の脱プロトン化が必要であり、これはイミダゾリウム塩を外因性塩基に曝露することで容易になる。塩基残基は金属表面に吸着し、カルベン単分子膜の形成を阻害することがわかった。ここでは、自由にカルベンに互変異性化するトリアゾロン系分子であるニトロンが、活性カルベン形成のための塩基誘起脱プロトン化の必要性を克服して、PtやAu表面上で自発的に単分子膜を形成できることを示した。ニトロンのSAMは熱的に安定であり、チオールに置換されることなく、高い化学的安定性を示した。また、表面固定型ニトロンは、化学的にアドレス可能なアミン基を有していることから、化学的にアドレス可能な表面修飾用架橋試薬であることが明らかになった。

N-heterocyclic carbenes (NHCs) have emerged as a unique molecular platform for the formation of self-assembled monolayers (SAMs) on various surfaces. However, active carbene formation requires deprotonation of imidazolium salt precursors, which is mostly facilitated by exposure of the salt to exogenous base. Base residues were found to be adsorbed on the metal surface and hindered the formation of well-ordered carbene-based monolayers. Herein, we show that nitron, a triazolone-based molecule that freely tautomerizes into carbene, can spontaneously self-assemble into monolayers on Pt and Au surfaces, overcoming the necessity for base-induced deprotonation for active carbene formation. SAMs of nitron were found thermally stable and could not be displaced by thiols, demonstrating their high chemical stability. The addressable amine group in surface-anchored nitron was shown to be chemically available for SN2 reaction, making the surface-anchored nitron a chemically-addressable cross-linking reagent for surface modifications.

© 2020 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.