2013 Fiscal Year Annual Research Report
電子活性メゾサイズ錯体集合体の構築と外場誘起状態変換
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25288024
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
張 浩徹 中央大学, 理工学部, 教授 (60335198)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 双安定錯体 / 原子価互変異性平衡 / メゾサイズ / 外場応答性 / ミセル |
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| Research Abstract |
本研究は申請者が積み上げた独自の分子とマクロ相の動的変換法に立脚し、化学的刺激や物理的外場に応答しうる100 nm-10μmサイズのメゾ構造体構築を目指している。具体的には、分子（溶液）やマクロ相（結晶）では発現しえない制限空間において緩やかな秩序を有するミセルやベシクル等のメゾ構造体を外場応答性原子価互変異性錯体(VT)から構成し、「分子の個性」と「集団の協同性」が拮抗するユニークな分子集合場において、外場誘起VTをプローブとした定量的なメゾ構造体の特性評価を行う一方、VTをトリガーとしたメゾ電子機能の開発を展開することを目指している。
平成２５年度は、課題１である「メゾ構造指向型両親媒性VT錯体の合成」を遂行した。対象としては、中心金属にVTの実績を有するt-Bu置換ジオキソレンを二つ有するCo及びMnコアを用いた。Coの利用によりVTコアの双安定性(ls-[CoIII(SQ)(Cat)] (polar)-to-hs-[CoII(SQ)2] (nonpolar))を、またMnによる三安定性([MnIV(Cat)2] (nonpolar)-to-[MnIV(SQ)(Cat)] (polar) -to-[MnIV(SQ)2] (nonpolar))を発現する。両親媒性を獲得すべく、イオン性長鎖を含む新規配位子の合成条件の最適化を行った。例えば、VTコア部位の親水性を高めるべく、ピリジンの3,5位にアミド基を導入した配位子(N,N'-didodecyl-3,5-pyridinedicarboxamide, C12Npy)を設計し、合成に成功した。更にこの配位子とCo2(CO)8との反応により青緑色VT錯体を得た。また、VT挙動を示す[Co(III)(C12Opy)(3,6-DTBSQ)(3,6-DTBCat)]の水分散系を構築し、水中においてもVT挙動を発現することを実験的に確かめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
申請計画においては初年度（平成２５年度）において、中性のVTコアと中性の側鎖を有する新規VT錯体並びに中性のVTコアとイオン性側鎖を有するVT錯体、また極性VTコアと中性の側鎖を揺するVT錯体群を新規に合成することを目的とした。この様な両親媒性を獲得するための配位子及びVT錯体合成の報告例は存在しないため、配位子の合成条件から吟味、最適化する必要が生じた。C12Npy及びそのCo錯体については概ね合成に成功したが、その他の配位子については再検討中である。申請者は異動したこともあり、学部学生の指導に多くの時間を費やしたこともやや遅れている理由である。しかし、平成２５年中に以後計画的に実験を遂行するための設備及び人的準備を終えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、遅れを生じている新規配位子合成及び新規VT錯体合成を多角的且つ迅速に計画に従い遂行することを第一目標とする。具体的には、疎水性アルキル鎖と水、又は親水性オキシエチレン鎖と非極性有機溶媒の組合せを中心に合成する。更に、メゾ構造体内のVTコア間の協同効果を制御すべく不飽和結合を側鎖に導入し流動性（脂質部位の結晶・液晶・液体性）を制御する。また側鎖の屈曲性はオキシ基やエステル基の導入により調整する。尚、配位子及び錯体合成は経験もあるが、既報反応も参照し効率的に行う。併せて、中性のVTコアとイオン性側鎖を有するVT錯体、また極性VTコアと中性の側鎖を揺するVT錯体群を新規に合成する。
続いて当初予定した通り、上述の新規錯体を用いたメゾ構造体の構築を遂行する。メゾ構造体の構築は、超音波分散法や熱分散法、凍結・融解法及び逆相蒸発法等により行い、CMCは可視―紫外分光測定及び伝導度測定により行う。またX線回折実験により周期構造を明らかにすると共に、SEM, TEM等によりメゾ構造の観察と詳細な構造、物性評価を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本申請課題を申請時から研究代表者が現職へ異動となったため、人的及び研究実施環境の変更が生じた。申請時に導入を予定していた示差熱天秤は予定通り導入したが、薬品類や硝子機器等は実験者の人数の変更等から翌年以降の発注となる予定である。また旅費、謝金及びその他の項目についても翌年度の執行にシフトしたため、次年度使用額が生じた。
申請課題を計画通り遂行すべく、2014年度においては2013年度に購入を先送りした試薬類や硝子器具類を迅速に購入し、研究遂行に活用する予定である。更に旅費については国内打合せ旅費（北海道大学（札幌）：３泊４日、３名×３回）等や、国内学会での研究成果発表を計画している。更に国外での研究成果発表も計画している（イタリア、５泊６日×１名×１回）。また謝金は研究資料整理に使用を予定しており、その他については研究成果発表のための英文校閲等に支出を予定している。
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Research Products
(4 results)
