1次元レニウムビピリジン錯体ポリマーの創製とその機能性材料への展開

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350451
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 石谷 治 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50272282)
• キーワード: レニウム多核錯体 / リン架橋配位子 / エネルギー移動 / 電気化学 / 二酸化炭素還元 / 光触媒

研究概要

順次的にレニウム錯体を連結する方法を開発した。ドライボックス中で反応および後処理を行うことで、架橋可能な部位を残したまま、レニウムに単座配位したリン配位子の合成に成功した。これをビルディング・ブロックとして用い、交換可能なアセトニトリルを配位子として導入した単核及び2核のレニウム錯体と反応させる手法により、性質の異なるレニウム錯体を順次的に組み入れていくことが可能になった。
この方法を利用して、末端部を励起すると、逆端に向かって一方向にエネルギー移動が起こる3核および4核錯体の合成に成功した。4核錯体の場合、2.1nm光を制御して移動できたことになる。また、末端部から中心部へとエネルギー移動が起こり、光エネルギー捕集が可能なレニウム3核錯体の合成にも成功した。
合成したレニウムビピリジン4核錯体が、優れた二酸化炭素光還元触媒能を有することが明らかになった。この多核錯体は、モデルとなる単核錯体と比較すると、10倍以上の反応効率および耐久性を有している。単核錯体でも二酸化炭素を光還元する能力のあるレニウム錯体を近傍に複数個配列すると、単核錯体より優れた光触媒特性が発現したことは大変興味深い。
両末端に置換可能なアセトニトリル配位子を有するレニウム2核錯体の合成法を確立した。この錯体とリン2座配位子を等量反応させると、リング型環状レニウム4核錯体が生成した。これを、24%の収率で単離することに成功した。このような構造のレニウム錯体は、今回初めて合成されたものである。このリング型錯体は、そのモデルとなる単核および2核レニウム錯体の約3倍の効率で発光し、励起寿命は約4倍長いという興味深い光物性を示す。また、二酸化炭素光還元触媒能も有することが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] H.Tsubaki, A.Sugawara, H.Takeda, B.Gholamkhass, K.Koike, O.Ishitani: "Photocatalytic reduction of carbon dioxide using cis, trans-[Re(dmbpy)(CO)_2(PR_3)(PR'_3)]^+ (dmbpy = 4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridine)"Research of Reaction Intermediates. (印刷中).