| 研究課題/領域番号 |
16H04132
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
持田 智行 神戸大学, 理学研究科, 教授 (30280580)
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| 研究分担者 |
桑原 大介 電気通信大学, 研究設備センター, 准教授 (50270468)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 金属錯体 / イオン液体 |
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| 研究実績の概要 |
本課題は、金属錯体をカチオンとするイオン液体および関連物質の物質開発と機能開拓を目的とする。これらは金属錯体とイオン液体の特性を併せ持つ多機能物質である。
今年度は第一に、Ni錯体系ソルバトクロミック錯体に配位性側鎖を導入したイオン液体を開発した。この錯体は常磁性の閉環体（青色）と非磁性の開環体（赤色）の間で配位平衡を起こすため、温度変化に伴う色変化（サーモクロミズム）および磁性変化が実現した。さらに、置換基制御による温度変化域の制御が可能であった。
第二に、各種のアルキル置換基を有するサンドイッチ型ルテニウム錯体をフッ素系またはシアノ系アニオンと組み合わせた一連の塩を合成し、その相系列を検討した。その結果、置換基がメチル基または水素（無置換体）の場合、ほとんどの塩が高温で柔粘性結晶相を発現することが分かった。一方、エチル基以上の長さの置換基を持つ塩は、多くが柔粘性結晶相を示さずに融解し、イオン液体となった。このように、柔粘性イオン結晶相とイオン液体相の関連を解明し、その境界を明らかにすることができた。なお、得られた塩のうちC(CN)３塩は若干例外的な相挙動を示した。これは平面アニオンが分離積層構造を与えやすいことが要因と推察される。
第三に、上記の研究の発展として、置換フェロセンを用いた各種の柔粘性イオン結晶を合成し、柔粘性結晶相への転移温度に対する分子形状およびサイズの効果を検討した。その結果、アニオンサイズとカチオンサイズの差が小さく、かつ分子に若干の非対称性がある場合に転移温度が低下する傾向が認められた。さらに、いくつかのメタロセン系物質の構造、熱物性、および原子価状態の検討を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度の研究において、重要項目である磁性サーモクロミックイオン液体が実現した。さらに、柔粘性イオン結晶相とイオン液体相の関連が解明され、それぞれに対する有用な設計指針が得られた。これらの結果は金属錯体系イオン液体の展開可能性を拡張するものである。
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| 今後の研究の推進方策 |
ソルバトクロミック錯体系イオン液体に各種アニオンを導入することにより、外場応答性・機能性を拡張する。マクロサイクル配位子を有するイオン液体の物質開発を進める。あわせて、今年度得られた設計指針に基づき、メタロセン系柔粘性イオン結晶の広範な物質探索を進める。
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