2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of self-assembled functional nanomaterials by controlling packing arrangement of metal clusters
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19K15293
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
齋藤 典生 東京理科大学, 工学部工業化学科, 助教 (20822456)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | メタルクラスター / イオン置換 / 有機無機ハイブリッド / ハライド / 反転中心 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、八面体型モリブデンクラスター（[Mo6Xi8Xa6]2－; Xはハロゲン）の配位子や対カチオン置換を用いて有機無機複合結晶を合成し、結晶の対称性制御や結晶構造の高次構造化に基づく新奇機能の開発を目的とした。2019年度は、（1）アニオン性または中性配位子を用いたXaサイト置換とその置換数制御、（2）アルキルアンモニウムカチオンを用いた対カチオンの置換反応を実施した。その結果、ホスフィンオキシド（Ph3PO）を用いたXaの置換反応でモリブデンクラスターをカチオン化できることや、Cs2[Mo6Xi8Xa6]を出発原料に用いCs+を任意カチオンに置換する手法を見出した。2020年度は、当初の計画に基づきXa置換数の制御を試み、Xaが全置換された[Mo6Cli8(Ph3PO)a6]4+と2つのXaのみが置換された[Mo6Cli8Cla4(Ph3PO)a2]を作り分ける反応条件を見出した。[Mo6Cli8Cla4(Ph3PO)a2]は、溶媒への溶解性が非常に低く、また溶解させるとPh3POが溶媒分子に置き換わるため、全置換組成と比較して組成安定性に乏しかった。Xa置換を用いたモリブデンクラスターの高次構造化を目的とし、ホスフィンオキシドにエトキシシランを修飾した配位子（EtSiPO）を用いて[Mo6Cli8(EtSiPO)a6]4+を合成した。生成物の溶液は、加水分解および脱水縮合反応を経てゲル化し、配位子の結合によるモリブデンクラスターの集積化が示唆された。（2）について、対カチオンにメチルアンモニウムカチオン（MA+）を用いたMA2[Mo6Cli8Xa6] (Xa = Cl, I)の高純度単結晶を作製し、X線回折による結晶構造解析を実施した。その結果、MA2[Mo6Cli8Ia6]は三方晶（空間群P31c）として結晶化し、反転中心をもたないことが明らかとなった。
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[Journal Article] JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE2021
Author(s)
Norio Saito, Sekito Itoyama, Rieko Takahashi, Yutaka Takahashi, Yukishige Kondo
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Journal Title
Synthesis and surface activity of photoresponsive hybrid surfactants containing both fluorocarbon and hydrocarbon chains
Volume: 582
Pages: 638 - 646
DOI
Peer Reviewed
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