異相界面での溶液エピタキシ法による金属錯体積層膜の分子構築

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09440233
• Research Institution: CHUO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 芳賀 正明 中央大学, 理工学部, 教授 (70115723)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 文珠四郎 秀昭 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80191071)
• Keywords: 表面錯体化学 / ルテニウム錯体 / 自己組織化 / ラングミュア・ブロジェット膜

Research Abstract

本研究は、表面での金属錯体の配向制御およびその機能発現を目指して錯体化学の面から界面における錯形成反応に基礎を置く新しい分子配向法としての「表面錯体化学」の確立を目標とした。(A)電極表面上に自己組織膜(SAM)として固定されたアンカー配位子基への錯形成および層成長過程での分子認識の検討およびその機能、(B)気水界面に展開されたラングミュア・ブロジェット(LB)膜上での錯形成による多積層構造の構築について検討した。2,6-ビス(オクタデシルベンズイミダゾリル)ピリジン(L18)を有する一連のルテニウム錯体[RU(L18)(L)]^<n+>(L=三座あるいは単座配位子)(1)を新規に合成した。ここでは界面での錯形成能あるいはpH応答性を持つ配位子を選んだ。これらの錯体は気水界面において良好な比単分子膜となる。また、この単分子膜は種々の基板上にY型膜として累積できることがわかった。また両親媒性ルテニウム錯体[Ru(L18)L)]^<n+>(L=三座配位子)のπ-A曲線の測定から、錯体は気水界面で下層水中の金属イオンと錯形成可能であることがわかった。また、C_2対称をとる本錯体の場合には470-520nmの間に存在するMLCT帯がz軸に偏光された遷移となり、in situ UVスペクトルにおいて錯体の界面での分子配向に非常に敏感であることがわかった。L=テトラピリジルピラジンの場合には溶液中では487nm(ε18000)に見られるMLCT吸収が純水の界面でのin situ UVスペクトル(垂直入射)では極端にその強度が減少し、分子軸が垂直配向していることがわかる。また、気水界面での錯体をマイカ上に写し取り、原子間力顕微鏡(AFM)で観測したところ、表面分子の集合状態が第2配位子によって大きく違うことを見いだした。また、金基板上にpH応答性をもつルテニウム錯体を自己組織化し、プロトン共役電子移動を行うことを見いだした。

Research Products

• [Publications] Masa-aki Haga: "Metal coordination to amphiphilic Ru complexes at the air-water interface" Supramol.Sci. 5. 337-342 (1998)
• [Publications] Masa-aki Haga: "Spectroelectrochemical Analysis of the Intervalence Band in Mixed-Valence Di-and Tetranuclear Ru Complexes by the Flow-Through Method" Inorg.Chem. 37. 2320-2324 (1998)
• [Publications] Masa-aki Haga: "Electrochemical Properties of Dinuclear Ru Complex Langmuir-Blodgett Films Towards Molecular Electronics" Mol.Crys.Liq.Crys.(印刷中). (1999)