金属錯体をビルディングブロックとする水素結合により集積されたケモセンサーの構築

• 研究課題/領域番号: 14045250
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 川田 知 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (10211864)
• 研究分担者: 海崎 純男 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20089874)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 多孔性金属錯体 / センサー / 水素結合 / クロラニル酸 / 層間化合物 / 集積型金属錯体

研究概要

遷移金属錯体を基本単位とする柔軟な集積構造をもつ多孔性遷移金属錯体集積体を合成し、その細孔を利用した新規センサーを以下の方法で構築した。
(1)多彩なコンフォメーションを取る配位子と特殊な水素結合で架橋された集積体構築のため、ヒンジ構造を持つH_2bhnqを連結配位子とする一次元錯体を基本とする集積体を合成した。
(2)結晶と液体の中間の相をもつ水素結合による集積体構築のため、水素結合、π-π相互作用を有効に使えるH_2tdpdを用いて集積体を合成した。そして、このような二次元水素結合金属錯体集積体をもとに様々なゲスト分子を導入した層間化合物を合成し、その物性を検討した。その際、ゲスト分子の可逆的な導入、脱離を可能とするホスト層の探索も行った。金属錯体集積体をホストとした層間化合物ははとんど例がなく未知の部分が多い。そこで基本的な物性(磁性、伝導性、振動電子状態等)を詳細に検討し、センシング機能発現に有利な"柔らかい"集積構造を持つ金属、配位子ゲスト分子の組み合わせを実験的に決定した。以上より、金属、配位子、ゲスト分子の相互作用を変数とし、その組み合わせでセンサー機能を持つ多孔性遷移金属集積体の新物質相を開拓した。なお、得られた化合物は、全て単結晶X線解析にて構造を決定した。

研究成果

• [文献書誌] H.Kumagai, S.Kawata et al.: "Reactions between Vanadium(III) and a Pyridylketone oxime Ligand and Structures of Reaction Products"Coord.Chem.Rev.. 237. 197-203 (2003)
• [文献書誌] H.Kumagai, S.Kawata et al.: "Hydrothermal synthesis, crystal structure and characterization of a new hexanuelear cobalt(II) complex comprised of octahedral and tetrahedral cobalt"Polyhedron. 22. 1917-1920 (2003)
• [文献書誌] M.K.Kabir, S.Kawata et al.: "Crystal Engineering Using the Versatility of 2,5-Dichloro-3,6-dihydroxy-1,4-benzoquinone with Organic and Metal Complex Partners"Cryst.Growth Des.. 3. 791-798 (2003)
• [文献書誌] K.Yamada, S.Kawata et al.: "Metal-Complex Assemblies Constructed from a Flexible Hinge-Like Ligan H2bhnq. Structural Versatility and Dynamic Behavior in the Solid State"Chem.Eur.J. (in press). (2004)
• [文献書誌] M.Kawahara, S.Kawata et al.: "Module-Based Assembly of Copper(II)-chloranilate Compounds : Syntheses, Crystal Structures, and Magnetic Properties of {[Cu2 (CA)(terpy)2][Cu(CA)2]} and {[Cu2(CA)(terpy)2(dmso)2][Cu(CA)2(dmso)2]-(EtOH)}(H2CA=chloranilic acid, terpy=2,2':6',2''-terpyridine, dmso=dimethylsulfoxide)"Inorg.Chem.. 43. 92-100 (2004)
• [文献書誌] 川田 知: "金属錯体をビルディングブロックとする水素結合により集積されたケモセンサーの構築"機能材料. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] S.Kawata: "Proton-transfer-mediated crystal engineering using 1,4,5,6-tetrahydro-5,6-dioxo-2,3-pyrazinedicarbonitrile with 4,4'-bipyridine"CrystEngComm. 4・81. 496-498 (2002)
• [文献書誌] M.K.Kabir: "cis-Bis(amidinothioureato-k2N, N') nickel(II)"Acta Cryst.. E58. m580-m582 (2002)
• [文献書誌] M.Katada: "Moessbauser Spectroscopic Studies of(Me_2NH_2)_2SnX_6 (X=Cl or Br)"Z.Naturforsch. 57a. 607-612 (2002)
• [文献書誌] K.Nagayoshi: "Design of Novel Inorganic-Organic Hybrid Materials Based on Iron-Chloranilate Mononuclear Complexes : Characteristics of Hydrogen Bond-Supported Layers toward the Intercalation of Guests"J.Am.Chem.Soc.. 125・1. 221-232 (2003)