| 研究課題/領域番号 |
16K13609
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
今野 巧 大阪大学, 理学研究科, 教授 (50201497)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | イオン結晶 / 結晶工学 / 超分子化学 |
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| 研究実績の概要 |
カチオン種とアニオン種から構成されるイオン結晶は、通常、極めて固く、スポンジのように自在に伸縮する事はあり得ない。本研究では、ナノ超分子化学を駆使して、カチオン種とアニオン種が巨大な間隙空間を形成するように配列したイオン性ナノ超分子構造体を開発するとともに、圧力や温度などの外的因子に応じて自在に伸縮可能なイオン結晶の創製について検討した。まず、二種類の多座の有機配位子を用いて、チオール基とフォスフィン基が金(I)イオンに直線型に結合した二核錯体を合成、単離した。得られた二核錯体については、各種分光分析や元素分析などにより同定するとともに、代表的な二核錯体については単結晶Ｘ線構造解析によりその構造を決定した。これにより、この種の二核錯体の錯体配位子としての機能性に関する構造的知見を得た。次に、様々な六配位八面体構造をとりやすい金属イオンを上記で得た二核錯体と反応させたところ、特に、コバルト(II)イオンとの空気中での反応から、安定なカチオン性の多核錯体を得た。得られた多核錯体の反応溶液に、酸化還元不活性な無機アニオンを各種添加することにより、対アニオン種の異なる多核金属化合物の単離を目指した。単離できた化合物については、各種分析機器を用いて、それらの同定ならびに基礎物性の調査を行った。また、代表的な化合物については、試行錯誤を繰り返して単結晶を合成し、その分子構造および結晶構造を決定するためにＸ線構造解析を進めた。
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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
研究実施の概要に記したように、伸縮自在型イオン結晶の構築に有用と期待される錯体配位子の合成に成功している。また、その構造を単結晶X線解析から明らかにし、金属イオンに対する錯体配位子としての機能性を認めている。さらに、金属イオンとの反応により、目的とするイオン性の多核金属錯体の形成を認めるとともに、対アニオン種の添加によりX線解析に適した結晶性化合物も得て構造解析を進めており、研究は順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
いくつかの化合物については、単結晶X線解析によりカチオン性多核錯体の構造を明らかにしているが、構造解析の精度が良くないために、細部についての詳細な構造についてはいまだ不明である。そこで、29年度は、これらの化合物について、極めて良好な単結晶を作成し、より精度の高い単結晶X線解析を行う。また、他の化合物についても単結晶の合成とX線解析による構造決定を進める。これにより、外的因子に応じて自在に伸縮可能なイオン結晶の創製、ならびに、この種の構造体の形成に関する指導原理を追求して行く。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成28年度は、金属試薬、無機試薬、および有機試薬を購入して実験を実施した。金属試薬や有機試薬は比較的高価であったが、小スケールで定性的な実験を行ったため、実験に要する経費が少なくなった。また、初年度であるため、純粋に単離できた化合物の種類も少なく、そのため、分析機器使用料が抑えられた。さらに、まとまった実験結果も多くないため、国内会議や国際会議への出席も少なく、そのための経費も比較的抑えられた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成29年度は、28年度の残額を合算して、定量的なデータを得るために、28年度の実験を大スケールで行う。同時に、新たな実験を開始するために、比較的高価な金属試薬および有機試薬を新たに購入する。また、大スケールでの実験を可能とする実験器具類を購入する。また、得られた実験データの公表および情報収集を目的として、合算した経費を用いて、積極的に国内および国際会議に出席する。
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