混合原子価金属錯体を用いた単一分子素子とそのナノ集合体の機能創製

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14740362
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 張 浩徹 京都大学, 工学研究科, 助手 (60335198)
• キーワード: 金属錯体 / 混合原子価 / カテコラート / オルトキノン / ラジカル / 配位子

研究概要

近年、化学的及び物理的手法を駆使した単分子レベルにおける状態変換や、ナノスケール特有の量子効果に基づいた単分子電子素子の開発が注目を集めている。本研究ではそのための最重要課題として、(1)物理的及び化学的摂動に対し応答し、分子内電子状態を変換しうる双安定性分子の構築と(2)引き起こされる分子内状態変換を隣接分子へ伝達しうる超分子システムを合理的に構築することに注目し研究を遂行している。特に、「混合原子価状態」という非対称的な電子構造を「分子が持つ情報」として活用する事で、金属錯体ならではの性質を示す電子素子を開発することを目的としている。
本年度は、M^<II>(SQ)_m(Cat)_n型混合原子価錯体及び混合原子価錯体を包摂するに適したホストカプセルシクロデキストリン(CD)分子を新規に合成し、その包摂挙動を明らかにすることを目的に研究を遂行した。その結果、8種の長鎖アルキル基を有する新規平面性Pd,Pt錯体の合成に成功し、その結晶構造解析により構造を明らかにした。更に、これらの電気化学的性質をCVにより明らかにし、これらが良好な電子ドナーとして働くことが示された。興味深いことにこれらは加熱により複数回の発熱又は吸熱を伴う構造相転移を示すことがDSC-XRPD及びTG-DTA測定により明らかとなった。以上の結果より、混合原子価錯体の包摂化に向けた錯体モジュールを得ることに成功したことから来年度はこれらの混合原子価化及び、ホスト分子との複合化、外場による状態変換を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] Tong, M.-L.et al.: "A Novel three-dimensional Coordination Polymer constructed with Mixed-valence Dimeric copper(I,II) units"Chem. Communn.. 428 (2003)
• [文献書誌] R.Kitaura et al.: "Formation of a One-Dimensional Array of Oxygen in a Microporous Metal-Organic Solid"Science. 2358 (2002)
• [文献書誌] Chang, H.-C.et al.: "Synthesis and Ligand-based Mixed-valency of cis-and trans-Cr^<III>(X_4SQ)(X_4Cat)(L)_n(X=Cl and Br, n=1 or 2)Complexes"Inorg. Chem.. 41. 4444 (2002)
• [文献書誌] Tong, M.-L.et al.: "Pseudo-Polyrotaxane and beta-Sheet Layer-Based Three-Dimensional Coodination"Inorg. Chem.. 41. 4846 (2002)
• [文献書誌] Yu, X.-Y.et al.: "Synthesis and Crystal Structures of Mononuclear Rhodium Hydrido Complexes from the Reactions of [Rh(H)_2(PPH_3)^2(EtOH)_2]ClO_4 with Various Nitrogen Ligands"Polyhedron. 21. 1613 (2002)
• [文献書誌] Uemura, K. et al.: "Novel Flexible Frameworks of Porous Cobalt(II) Coordination Polymers Which Show Selective Guest Adsorption Based on Switching of Hydrogen Bond Pairs of Amide Groups"Chem. Eur. J.. 8. 3586 (2002)