多核金属錯体への高次非対称性の導入による電子・プロトン移動能の精密制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Coordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
19H04602
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
近藤 美欧 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20619168)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 錯体化学 / 多核金属錯体 / 電子移動反応 / 電気化学 / 多電子酸化還元 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では電子／プロトン移動の精密制御が可能な分子群の開発を行う。そのために、金属５核錯体中に存在する金属イオン・有機配位子・架橋配位子の各構成要素に対し非対称性を導入し、高次非対称性を有した錯体を開発する。まず（1）段階的錯形成による非対称型錯体の合成戦略を更に発展させることで高次非対称型金属５核錯体の合理的な合成手法を確立する。そして得られた錯体に対し、（2）各構成要素の非対称化が電子／プロトン移動能に与える影響を詳細に調査し、最終的には（3）望みの物性・機能を得るための最適な高次非対称構造を見極める。これらの研究により、多核金属錯体の自在物性制御を可能とする新たな指導原理を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子およびプロトンは、生体系・人工系を問わず種々の機能発現の鍵となる極めて重要な要素である。したがって、電子／プロトンの動きを能動的に制御可能な人工分子を構築することは、基礎学術的観点ならびに機能性材料開発の両面から非常に意義深い。本研究では、多核金属錯体中に高次非対称性を導入することを通じて、電子／プロトン移動能の精密制御を可能とする新奇機能性分子群の創出を目的とする。
前年度までの研究により、金属イオンと有機配位子（3,5-bis(2-pyridyl)pyrazole、Hpbb）からなる５核金属錯体において、錯体を構成する配位子部位に２種類の金属イオンを段階的に配位させることで金属イオン配置を非対称化できることが明らかとなった。そこで、本年度の研究においてはこの段階的錯形成法を活用した異種金属5核錯体の合成と物性探索を行った。対象として、ルテニウムイオンとコバルトイオンを有する錯体の合成を行った。上述の２段階錯形成を実施した結果、錯体のアピカル位にルテニウムイオンが、中心の三核部分にコバルトイオンが導入されていることが単結晶X線構造解析によって明らかになった。この錯体においては三核部分の架橋配位子がヒドロキシ（OH-）基であった。そこで、この錯体に対し過剰量の塩基を添加したところ、架橋部位がオキソ（O2-）となった錯体が生成した。オキソ型錯体についても単結晶X線構造解析によりその構造を明らかにした。次に、この錯体内部に存在するプロトンが物性に与える影響を調査するために電気化学測定を行った。すると、オキソ錯体とヒドロキソ錯体では電子移動能に大きな差異がみられた。そこで、この電子移動能の制御に立脚した機能開拓を目的として、触媒能の調査を実施した。すると、オキソ体がヒドロキソ体よりも電気化学的水素発生反応対して良好な活性を示すことが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(31 results)
