金属錯体を含むフラーレン化合物の秩序構造と新規物性

• Project/Area Number: 13740403
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 機能・物性・材料
• Research Institution: Kagawa University (2002); Tokyo Metropolitan University (2001)
• Principal Investigator: 石井 知彦 香川大学, 工学部, 助教授 (90285718)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2002: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2001: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: フラーレン / ポルフィリン / 共晶化合物 / X線結晶構造解析 / DV-Xα分子軌道計算

Research Abstract

昨年度は、磁性を有する金属ポルフィリンとC_<60>およびC_<70>とからなる共晶化合物を合成し、それら新規共晶化合物の詳細な結晶構造解析及び磁化率の測定を行った。特にCo(tbp)とC_<60>とからなる新規共晶化合物Co(tbp)C_<60>では、室温におけるX線構造解析を行うことに成功した。これは、フラーレン分子と共有結合を有さない共晶化合物のシリーズの中では、世界で初めての成功例である。これは、立体的にかさ高いtbpが、フラーレン分子を6方向から押さえ、加えて、Co(tbp)とC_<60>との間の極めて短い距離のために、C_<60>とCo(tbp)との間に大きな分子間相互作用が働き、室温においてもC_<60>の自由回転を完全に止めたものと思われる。
今年度は、昨年度に引き続いて、金属ポルフィリンとC_<60>およびC_<70>との共晶化合物の合成を試みた。特に、いくつかの中心金属を用いた場合、C_<70>とも良質な共晶化合物単結晶を得ることに成功し、それらの単結晶構造解析を行った。一昨年我々は、Cu(oep),Ag(oep)などとC_<60>との共晶化合物から、anti型と呼ばれるフラーレンとの安定ポルフィリンコンフォメーションを提案したが、この立体配座がC_<70>では適用されていないことが分かった。具体的に言うと、C_<60>ではanti型を取ることによって金属ポルフィリンとC_<60>との間には強い相互作用が発生するが、C_<70>では、anti型ポルフィリンはsyn型へと転じ、ポルフィリン同士のface-to-face相互作用によって安定化されていることが分かった。この時、C_<70>同士には強い長周期的なorderingが生じるため、C_<70>の分子長軸を揃えるように配列されることが分かった。
これらの結果をふまえ、今後はC_<72>以上の高次フラーレンの構造解析および金属内包フラーレンの構造決定などを行ってゆきたい。

Research Products

• [Publications] T.Ishii et al.: "Framework Engineering by Anions and Porous Functionalities of Cu(II)/4,4'-bpy Coordination Polymers"J. Am. Chem. Soc.. 124(11). 2568-2583 (2002)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Construction of a One-Dimensional Chain Composed of Mn_6 Clusters and 4,4'-Bipyridine Linkers"Chem. Lett.. (7). 658-659 (2002)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Tuning of Electronic Structures of Quasi-One-Dimensional Bromo-Bridged Ni(III) Complexes with Strong Electron-Correlation by Doping..."Inorg. Chem.. 41(8). 1998-2000 (2002)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Cocrystallites Consisting of Metal Macrocycles with Fullerenes"Coord. Chem. Rev.. 226(1-2). 113-124 (2002)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Metal Chain Compounds"Encyclopedia of Materials : Science and Technology. 5346-5350 (2001)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Synthesis and Crystal Structure of Cocrystallite with Silver Octaethylporphyrin and C_<70>"Am. Inst. Phys., Conf. Proc., ed. by S. Saito et al.. 590. 409-412 (2001)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Fullerene C_<60> Exhibiting a Strong Intermolecular Interaction in a Cocrystallite with C_4 Symmetrical Cobalt Tetrakis(di-tert-butylphenyl)porphyrin"J. Chem. Soc., Dalton Trans.. 20. 2975-2980 (2001)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Intermolecular Interaction of Complexes with anti-formed metal octaethylporphyrins and C_<60>"Synth. Met.. 121. 1165-1166 (2001)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Synthesis of Cocrystallite with Biferrocene and C_<60>"Trans. Mater. Res. Soc. Jpn.. 26(4). 1147-1150 (2001)
• [Publications] T.Ishii et al.: "Electronic Structure of the Haldane Gap System Derived Using DV-XαCalculations"Polyhedron. 20(11-14). 1297-1304 (2001)
• [Publications] T.Ishii et al.: "DV-Xα Calculation for the Syntheses and Electronic Structure of Macrocyclic Metal Complexes with Fullerene"Inorg. Chim. Acta. 317(1-2). 81-90 (2001)