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本研究では、グリッド型錯体の合成研究を基盤とし動的な物性を示す化合物の探索を行った。すなわち、金属イオン間の強い電子的相互作用により非局在化した原子価電子を持つ混合原子価錯体に着目し、ヘテロ窒素環架橋されたルテニウムグリッド型錯体を合成し、その混合原子価状態の解明と電子機能の探索研究を行った。まず、ルテニウム(II)4核[2 x 2]グリッド型錯体の合成を合成し、分子構造・電気化学的特性についての知見を得ることで、混合原子価状態の安定性と原子価電子の非局在性について知見を得た。さらに、ルテニウム(II)4核[2 x 2]グリッド型錯体並びに異種金属グリッド型錯体の合理的合成法について検討した。
具体的には、ルテニウムイオンに2つのポリピリジン系多座配位子が配位した単核錯体の合成条件最適化により単核錯体を高収率で得た。このルテニウム単核錯体は可逆な1段階酸化還元波を示し、この酸化還元波は、塩基によるイミダゾール-プロトンの脱離により高電位側にシフトするプロトン応答性がある。現在、単核錯体を原料としてグリット型ルテニウム錯体の合成を検討中である。
一方、この単核錯体をもちい異種金属グリッド型錯体の構築を試みた。ルテニウム単核錯体と鉄イオンとの反応により、同種の金属イオンが対角に並んだ、ルテニウム(II)・鉄(II)4核[2 x 2]グリッド型錯体を得た。溶液中においてこの異種金属グリッド型錯体は、鉄イオンから優先的に酸化さる4段階の準可逆な酸化還元波を示した。
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