イオン性超分子金属錯体の構築と機能性開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05157
• Research Institution: Meiji Gakuin University
• Principal Investigator: 井頭 麻子 明治学院大学, 法学部, 准教授 (20379275)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: イオン性超分子 / 多核金属錯体 / 水素結合 / 合成化学

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、イオン性超分子金属錯体の構造制御や構造変換、そして構造にとどまらず多彩な物性変換を目指すものである。カチオン性金属錯体、アニオン性金属錯体それぞれに水素結合ドナーまたはアクセプター部位を積極的に導入し、preorganizeすることによって、多彩な水素結合ネットワーク構造を構築する。これまでに、水素結合ドナーサイトをもつパラジウム(II)四核錯体カチオンと水素結合アクセプターサイトをもつ金(II)パラジウム(II)四核錯体アニオンからなる低密度イオン性結晶を合成に成功するとともに、カチオン性金(I)銅(II) 多核金属錯体の動的挙動やレニウム錯体の構造変換について明らかにした。また、新たなユニットの合成にも取り組んだ。
令和三年度は、水素結合アクセプターサイトをもつ素子として、カルボキシ基を２つ以上もつ有機アニオンを用いて低密度イオン性固体を構築することを目指した。ビグアニド部位を有するニッケル(II)二核錯体とテレフタル酸の組み合わせにより、水素結合ネットワーク構造が形成されることを明らかにした。この結晶は、隙間を埋めるようにパッキングしており、低密度の結晶を得ることはできなかったが、有機アニオンを用いる方法の有用性が明らかになった。他の有機アニオンを用いた場合にも、カチオン性金属錯体と有機アニオンが共結晶化した固体が得られており、現在、同定を行っているところである。さらに、新たなカチオン性金属錯体を得るために、新規配位子合成にも着手したところである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまでに、水素結合ドナーサイトを有するカチオン性錯体と水素結合アクセプターサイトを有するアニオン性錯体を組み合わせることにより、強固であり、かつ、空隙率が４０％を超える大きな空孔を有する水素結合ネットワーク構造をもつイオン性固体を構築することに成功している。また、有機アニオンの有用性も明らかにした。一方で、新たな構築素子となる金属錯体の合成には至っておらず、研究進捗状況は予定よりもやや遅れている状況である。

Strategy for Future Research Activity

今後は、以下の３つに着目して研究を進める予定である。一つ目は、水素結合アクセプターサイトをもつ素子として、カルボキシ基を２つ以上もつ有機アニオンを用いて低密度イオン性固体の構築を行い、本研究の方法の有用性を示すことを目指す。すでに、結晶性の新規化合物が得られることは確認している。二つ目は、水素結合アクセプターサイトをもつ錯体として、条件に応じて構造変換を示す、D-ペニシラミナトAu(I)Ni(II)多核錯体を用いるとともに、ピリドキサール系配位子の導入も検討し、外的要因に応じて構造変換するようなイオン性固体への展開を目指す。物性変換のために、スピンをもつ金属イオンの導入も試みる。三つ目は、水素結合ドナーサイトをもつ新たな錯体カチオンの構築を目指すことである。さまざまなアミンを用いて新規配位子系の合成方法を確率する。ほんのわずかな違いであっても、構造や電子構造に影響があることがわかっているため、形成される錯体それ自身にも興味がもたれる。

Causes of Carryover

今年度は、予定よりも進捗が遅く、それに伴い予算の執行も少なくなった。来年度以降、試薬や実験器具等の物品の購入や論文投稿に使用する予定である。