2017 Fiscal Year Annual Research Report
金属錯体系イオン液体の機能科学：電子物性・外場応答性・ガス吸脱着
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16H04132
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
持田 智行 神戸大学, 理学研究科, 教授 (30280580)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑原 大介 電気通信大学, 研究設備センター, 准教授 (50270468)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 金属錯体 / イオン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、金属錯体をカチオンとするイオン液体および関連物質の物質開発と機能開拓を目的とする。これらは金属錯体とイオン液体の特性を併せ持つ多機能物質である。
今年度は第一に、イオン液体の配位平衡に基づく物性発現を目的として、ソルバトクロミック錯体に対してポリシアノ系アニオンを組み合わせた塩を系統的に合成した。その結果、これらのアニオンは直接金属に配位するため、イオン液体化には不利であることがわかった。溶液中の吸収スペクトルから、シアノ系アニオンのドナー数を決定した。さらに、配位結合長および固体の吸収の解析から、結晶構造がシアノ系アニオンの配位能に与える効果を検証した。
第二に、優れたイオン抽出能を持つイオン液体の開発を目的として、アザクラウンエーテルを用いたイオン液体を開発した。アザクラウンエーテルにアルカリ金属イオンを取り込ませる方法、および酸を添加する方法を用いて、溶媒和イオン液体およびプロトン性イオン液体をそれぞれ合成した。このように同一配位子から双方のイオン液体を生成する系を実現した。得られたイオン液体の熱物性および熱安定性を評価した。さらに、配位子およびアニオンの疎水性・親水性を調節することにより、LCST挙動を実現した。
第三に、オクタメチルフェロセンに対して各種のアニオンを組み合わせることにより、各種の磁性柔粘性イオン結晶を合成した。柔粘性結晶相への転移温度に対する分子形状およびサイズの効果を検討し、その相関を明らかにした。あわせて、関連するフェロセン系物質の構造、熱物性、および原子価状態の検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究において、同一配位子から溶媒和イオン液体とプロトン性イオン液体を生成する系を実現し、さらにLCST挙動を達成した。あわせて物性上の展開が期待される磁性柔粘性イオン結晶を開発した。これらの結果は金属錯体系イオン液体の領域を大きく拡げるものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の結果を基盤とし、白金族錯体をカチオンとするイオン液体を開発し、化学反応性を備えた多機能液体の設計につなげる。特徴あるアニオンを組み合わせた柔粘性イオン結晶を合成し、相変化に伴う物性制御の可能性を探索する。さらにイオン液体分子を組み込んだ金属錯体を開発し、その相挙動を検討する。
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