2022 Fiscal Year Annual Research Report
柔軟なプロトン－電子状態をもつ低次元金属錯体における外場応答性と動的機能
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20K05537
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
志賀 拓也 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00375411)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 双安定性錯体 / プロトン / スピンクロスオーバー / 鉄 / 低次元錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、柔軟なプロトン－電子状態をもつ低次元金属錯体を構築し、さまざまな外場応答性と動的機能を発現することを目的として研究を行った。標的化合物は、解離性プロトンをもち鉄イオンが架橋された錯体であり、具体的には、熱・光・圧力・電場・酸/塩基・ゲスト分子（プロトンドナー/アクセプター分子）などの外部刺激に対する応答性を調べることで、固体および溶液中での電子状態を解明し、多彩な電子状態変化を示す材料開発を行った。
これまでに合成している多段階のプロトン脱離が可能な鉄単核スピンクロスオーバー錯体の分子修飾について検討した。対称型配位子である、ピラゾール、ピリジン、ピラゾール部位をもつ３座配位子に、水酸化カリウム存在下、各種ハロゲン化アルキルを反応させることで、長鎖アルキル基を置換基としてもつ配位子を得、さらにテトラフルオロホウ酸鉄と反応させることで、アルキル基をもつ鉄単核錯体を得ることに成功した。また、アルキル基の置換位置を末端フェニル基のパラ位に変えた対称型配位子についても合成を行い、鉄単核錯体の合成を行った。アルキル基として、Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８の炭素鎖を導入した鉄単核錯体を得た。それぞれの鉄錯体は単結晶Ｘ線構造解析によって構造を明らかにした。分子間には様々な相互作用が見られ、アルキル基を導入することによって、アルキル基を介して効果的に分子間相互作用が働き、様々なパッキング構造をもつことが明らかとなった。アルキル基の置換位置を末端フェニル基のパラ位に変えた対称型配位子をもちいた場合には、約２００Ｋで急峻なスピン転移を示すことが明らかとなり、比較的大きな圧力依存性をもつスピン平衡挙動が観測された。
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