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レドックス錯体で構成する積層型ポテンシャル空間の動的機能制御

研究課題

研究課題/領域番号 18033039
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

阿部 正明  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (90260033)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2007年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードプテンシャル / ルテニウム錯体 / SAM / プロトン共役電子移動 / レドックス / 配位子置換 / CO / レドックス活性 / 金電極 / ルテニウム三核錯体 / ルテニウム二核錯体 / ポテンシャル勾配 / 混合子 / 走査型トンネル顕微鏡(STM)
研究概要

本研究では、固体基板上へ外場応答性錯体を積層化することで、新規なポテンシャル制御空間の構築と、そのナノ空間レベルでの電子移動、プロトン移動、イオン移動などの機能を明かとすることを目的とした。
1)オキソ-アセタト架橋ルテニウム(III)二核錯体の電極界面プロトン共役電子移動:溶媒分子を末端に看する新規二核錯体を単離し、ピリジル末端を持つ有機分子SAM上ヘワンステップで固定化した。このSAM形成法は、多段階の合成ステップを要した従来法に比べ格段に効率的である。二核錯体SAMのレドックス応答はpH依存性を示し、プルベ相関図の解析から、プロトン共役電子移動の特性を明らかとした。また、二核錯体のオキソトランス位の置換活性度が酸化状態で大きく変わる性質を利用し、SAM膜の安定性やSAM膜からの錯体解離を電極電位により制御できた。
2)ルテニウム三核錯体SAMの反応性:レドックス応答・配位子置換に対する溶媒・アニオン効果、光反応性を明らかとした。COガスおよびNOガスの吸脱着特性を電極電位の制御により可逆的に実行できることを電気化学測定と赤外分光法により示した。
3)三核錯体連結体の固定化と直接観察:三核錯体を4,4'-ビピリジンで連結した三核錯体二量体を金電極上へ固定化し、ユニット間の混合原子価状態を含む合計3つの酸化状態のその場STM観察を行ない、酸化状態に依存した分子スポットの可逆的明暗変化を捉えた。
4)三核錯体連結体の固定化と直接観察:三核錯体-二核錯体ハイブリッド体の構築とプロトン共役電子移動能を利用したポテンシャル傾斜制御:ルテニウム二核錯体を三核錯体SAM上へ定量的に連結化した。固定された二核錯体のプロトン共役電子移動反応をpH 1〜12 の範囲で詳細に調べた。その結果、低pH領域と高pH領域で三核および二核ユニットのリドックス準位を逆転できることを見出した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Spontaeous Rapid Growth of Triruthenium Cluster Multilayers on Gold Surface. Cyclic Voltammetric In Situ Monitoring and AFM Characterization2008

    • 著者名/発表者名
      Takayuki, Michi, et. al.
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 37(in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarkable Stabilization of a Ligand-Based Mixed-Valence State in the Metal-Based Mixed Valent Ru_2^<II,III>M^<II>(μ_3-O)(M=Co, Ni) Trinuclear Cluster Complexes2007

    • 著者名/発表者名
      Maiko, Tanaka, et. al.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 80

      ページ: 192-194

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Electrolytes on the Redox Potential and the Rate of CO Dissociation Reactioln of Trnuclear Ruthenium Monocarbonyl Complexes Self-assembled on an Au(111) Electrode Surface2007

    • 著者名/発表者名
      Takayuki, Michi, et. al.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 80

      ページ: 1368-1376

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarkable Stabilization of a Ligand-Based Mixed-Valence State in the Metal-Based Mixed Valent Ru_2^<II,III> M^<II>(μ_3-O) (M=Co, Ni) Trinuclear Cluster Complexes2007

    • 著者名/発表者名
      Maiko Tanaka et al.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 80・1

      ページ: 192-194

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Immobilization of a Binuclear Ruthenium(III) Complex on a Gold (111) Surface : Observations of Proton-coupled Electron Transfer and Electrochemical Durability in Aqueous Media2006

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Uehara et al.
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35・10

      ページ: 1178-1179

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Disproportionation Reaction of Seven-coordinate [Re^VO(tpen)]^<3+> into [Re^<1V> O(tpen)]^<2+> and [Re^<VII> (O)_3(tpenH-κ^3N,N'',N''')]^<2+> where tpen is N,N,N',N'-Tetrakis(2-pyridylmethyl)ethylenediamine2006

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Tabeya et al.
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35・9

      ページ: 1066-1067

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mixed Re^<VII>-Fe^<III> and Re^<VII>-Cu^<II> Complexes Prepared by the Use of the Complex Ligand [Re(O)_3(tpenH-κ^3N,N'',N''')]^<2+> (tpen=N,N.N',N'-Tetrakis(2-pyridylmethyl)ethylenediamine)2006

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Tabeya et al.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 79・9

      ページ: 1398-1403

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Inetfacial Control of Chemical Function in Surface-Integrated Coordination Space Based on Redox-Active Coordingation Compounds2007

    • 著者名/発表者名
      Masaaki, Abe, et. al.
    • 学会等名
      第三回「配位空間の化学」国際会議(ISCCS 2007)
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(淡路市)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] クロミックな近赤外線吸収特性を有する有機重合体組成物および成形体2008

    • 発明者名
      森原靖、大木弘之、大竹富明、阿部正明、久枝良雄、冨安佑騎
    • 権利者名
      森原靖、大木弘之、大竹富明、阿部正明、久枝良雄、冨安佑騎
    • 出願年月日
      2008-03-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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