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光・電子過程を内包するメタロセン系イオン液体の開発と動的挙動の解析

公募研究

研究領域理論と実験の協奏による柔らかな分子系の機能の科学
研究課題/領域番号 26104524
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関神戸大学

研究代表者

持田 智行  神戸大学, 理学研究科, 教授 (30280580)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードメタロセン / 金属錯体 / イオン液体
研究実績の概要

本課題は、特徴的な光物性・電子物性を示すメタロセン系イオン液体物質の設計・構築を目的とする。
第一に、イオン液体の液体物性とキラリティーの相関を調べた。従来、多数のキラルイオン液体が合成されているが、キラリティーと液体物性の相関は明らかとなっていない。そこで本研究では、キラルな分岐型アルキル基を導入したルテニウム錯体をカチオンとするイオン液体を合成し、キラルカラムによる光学分割を行った。その結果、ラセミ体ではキラル体に比べて結晶化が抑制され、低温まで液体状態を保つことが判明した。光学純度に対する2成分相図を作成し、この系ではラセミ体がコングロメラートを形成していることを明らかにした。こうして本系では、混合エントロピーの効果によって、ラセミ体はキラル体より大幅に融点が低下することが判明した。以上のように、キラリティーが液体物性に及ぼす効果を解明し、ラセミ体の使用がイオン液体の融点低下に有効な方法になりうることを示した。
第二に、これらのメタロセン系イオン液体に光反応性部位を導入することにより、化学反応を起こす液体の開発を進めた。その結果、対アニオンとしてシアノ系アニオンを用いたルテニウム錯体系イオン液体では、紫外光照射によってカチオン・アニオン間で架橋反応が起こり、配位高分子固体が生成することを見出した。カチオン骨格にアルキル基を1本もしくは3本導入した置換体を合成し、その液体物性および光反応性を評価した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Effects of substituent branching and chirality on physical properties of ionic liquids based on cationic ruthenium sandwich complexes2016

    • 著者名/発表者名
      T. Higashi, T. Ueda, T. Mochida
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 18 号: 15 ページ: 10041-10048

    • DOI

      10.1039/c6cp00643d

    • NAID

      120005842542

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ferrocenyl-bipyridinium Cations and Their Platinum Complexes Related to Viologens: Preparation, Redox Properties, and Crystal Structures2015

    • 著者名/発表者名
      T. Mochida, Y. Funasako, Y. Nezu, K. Hagiwara, R. Horikoshi
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2015 号: 13 ページ: 2330-2337

    • DOI

      10.1002/ejic.201500077

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal Properties and Crystal Structures of Ionic Liquids from Ruthenium Sandwich Complexes with Trialkoxybenzene Ligands: Effects of Substituent Positions and Alkyl Chain Lengths2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda, T. Mochida
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 34 号: 7 ページ: 1279-1286

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.5b00021

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A biferrocenium salt containing paramagnetic tetracyanoquinodimethane hexamers: chargedisproportionation via donor-acceptor interactions2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mochida, Y. Funasako, K. Takahashi, M. Inokuchi, T. Sakurai, S. Ikeda, H. Ohta, H. Mori and M. Uruichi
    • 雑誌名

      Chem. Comuun.

      巻: 50 号: 87 ページ: 13370-13372

    • DOI

      10.1039/c4cc06888b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ルテニウム錯体系イオン液体の液体物性に対するキラリティーの効果2016

    • 著者名/発表者名
      東智美, 上田嵩大, 持田智行
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 (京都府・京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光照射によって多孔性配位高分子に変化するルテニウム錯体系イオン液体の開発2016

    • 著者名/発表者名
      上田嵩大, 冨永拓海, 持田智行
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 (京都府・京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光照射によって多孔性配位高分子に変化するイオン液体の開発2016

    • 著者名/発表者名
      上田嵩大, 冨永拓海, 持田智行
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 (京都府・京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoreactive organometallic ionic liquids containing the B(CN)4 anion2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda, T. Mochida
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ionic liquids from cationic ruthenium sandwich complexes with trialkoxybenzene ligands2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda, T. Mochida
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ionic liquids based on cationic ruthenium sandwich complexes: Effects of substituents on the thermal properties2015

    • 著者名/発表者名
      T. Higashi, T. Mochida
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分枝型置換基を導入したルテニウム錯体系イオン液体の液体物性2015

    • 著者名/発表者名
      東智美, 上田嵩大, 持田智行
    • 学会等名
      第6回イオン液体討論会
    • 発表場所
      同志社大学 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 長鎖アルコキシ基を有するサンドイッチ型ルテニウム錯体系イオン液体の熱物性および結晶構造2014

    • 著者名/発表者名
      上田嵩大, 持田智行
    • 学会等名
      第5回イオン液体討論会
    • 発表場所
      横浜シンポジア
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 三置換アルコキシベンゼンを配位子とするルテノセン系イオン液体の合成と物性2014

    • 著者名/発表者名
      上田嵩大, 持田智行
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Properties of Ionic Liquids from Cationic Ruthenocene Complexes with Trialkoxybenzene Ligands2014

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda, T. Mochida
    • 学会等名
      4th Asia-Pacific Conference on Ionic Liquids and Green Processes / 6th Australasian Symposium on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Crowne Plaza Hotel Coogee, Sydney, Australia
    • 年月日
      2014-09-28 – 2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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