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2012 Fiscal Year Research-status Report

環境可変空間における異種金属クラスターの精密合成と機能制御

Research Project

Project/Area Number 24750122
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鈴木 康介  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40595667)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywordsポリオキソメタレート / 構造・機能材料 / 触媒
Research Abstract

本申請研究では、分子性金属酸化物であるポリオキソメタレートが有する配位性空間を利用して、異種金属からなる多核クラスターの合成と機能制御を行うことを目的としている。本年度は、(1)2つのシリコタングステートにサンドイッチされた希土類金属二核構造体の合成と、(2)これを用いたルイス酸・塩基触媒、単分子磁石の開発を行うことに成功した。種々の希土類金属二核構造をもつシリコタングステートが、トリメチルシリルシアニドを用いたカルボニル化合物のシアノシリル化反応の優れた触媒であることを見出した。単結晶X線構造解析および各種分光分析の結果、この高活性の要因は、希土類金属イオンと高い負電荷を持つシリコタングステートがそれぞれ同一分子上におけるルイス酸・塩基点として機能し、カルボニル化合物とトリメチルシリルシアニドを活性化できるためであることが示唆された。導入する希土類金属のイオン半径が大きいほど活性が向上し、ネオジム二核構造体が最も高い触媒活性を示した。また、ジスプロシウム二核構造体は、金属間の架橋配位子の形成と除去により、可逆にオン・オフ制御が可能な単分子磁石挙動を示すことを見出した。さらに、ジスプロシウムと種々の希土類金属からなる異種二核構造体の選択的な合成法を開発し、金属種に応じて単分子磁石の磁化反転の活性化障壁を制御することに成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

ポリオキソメタレートを用いて、様々な種類の金属多核構造を効率的に合成する手法の開発に成功し、さらに、新たな触媒特性や磁気特性を見出すことができたため。

Strategy for Future Research Activity

ポリオキソメタレートからなるナノ空間を利用して2種類以上の金属イオンからなる異核構造の合成と機能開発を進めていく。(1)2種類以上の遷移金属からなる多核構造、(2)遷移金属と希土類金属からなる多核構造の合成を行うことを予定している。特に、ステップワイズに金属を導入する手法を用いて、空間内における金属配列を設計することで磁気的相互作用の制御を行い、単分子磁石としての性質の発現・制御を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

計画変更で若干の残額が発生したが、次年度の試薬購入などの物品費として使用する予定である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Reversible switching of single-molecule magnet behaviors by transformation of dinuclear dysprosium cores in polyoxometalates2013

    • Author(s)
      K. Suzuki, R. Sato, N. Mizuno
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 4 Pages: 596-600

    • DOI

      10.1039/C2SC21619A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cyanosilylation of Carbonyl Compounds with Trimethylsilyl Cyanide by Yttrium-Pillared Silicotungstate Dimer2012

    • Author(s)
      Y. Kikukawa, K. Suzuki, M. Sugawa, T. Hirano, K. Kamata, K. Yamaguchi, N. Mizuno
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 3686-3689

    • DOI

      10.1002/anie.201200486

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strategic Design and Refinement of Lewis Acid-Base Catalysis by Rare-Earth-Metal-Containing Polyoxometalates2012

    • Author(s)
      K. Suzuki, M. Sugawa, Y. Kikukawa, K. Kamata, K. Yamaguchi, N. Mizuno
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 51 Pages: 6953-5961

    • DOI

      10.1021/ic3008365

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-Dimensional Ordered Arrays of 58×58×58A3 Hollow Frameworks in Ionic Crystals of M2Zn2-Substituted Polyoxometalates2012

    • Author(s)
      K. Suzuki, Y. Kikukawa, S. Uchida, H. Tokoro, K. Imoto, S. Ohkoshi, N. Mizuno
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 51 Pages: 1597-1601

    • DOI

      10.1002/anie.201107041

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 希土類金属を導入したシリコタングステートの合成と触媒特性

    • Author(s)
      鈴木康介,菊川雄司,須河碧,平野智久,鎌田慶吾,山口和也,水野哲孝
    • Organizer
      第110回触媒討論会
    • Place of Presentation
      福岡,九州大学伊都キャンパス
  • [Presentation] ジスプロシウム二置換ポリオキソメタレートの構造変換を利用した単分子磁石挙動のスイッチング

    • Author(s)
      鈴木康介,佐藤林太,水野哲孝
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      滋賀,立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • [Presentation] 銅多核構造を有するシリコタングステートの合成と可逆構造変換

    • Author(s)
      鈴木康介,篠江真広,水野哲孝
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      滋賀,立命館大学びわこ・くさつキャンパス,

URL: 

Published: 2014-07-24  

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