| 研究概要 |
本研究の目的は従来にないスピン状態や電子配置を持つ高原子価金属錯体を合成し、それが従来とは異なる触媒機能を持つ「スピン制御触媒」を構築することである。ポルフィリン金属錯体におけるポルフィリン環の変型様式、配位構造及び軸配位子の特性を制御することによって、高原子価金属ポルフィリン錯体の電子状態を制御することが可能である。この性質を利用することができれば従来にない「スピン制御触媒」を構築することが可能である。本年度は従来とはスピン状態と電子配置が異なる一電子酸化低スピン高原子価ポルフィリン鉄錯体の構築に成功し、その電子状態を明らかにすることに成功した。この錯体は低スピンポルフィリン鉄(III)ラジカルカチオン錯体であるが、従来型とは異なり反強磁性相互作用の結果、基底状態がS=0であり、ほとんど反磁性的性質を有する。従来、報告されていた低スピンポルフィリン鉄錯体の一電子酸化状態は1)鉄4価:S=1(d_xz,d_yz)^2(d_xy)^2(a_2u)^2、2)鉄3価ポルフィリンカチオンラジカル:S=1(d_xz,d_yz)^3(d_xy)^2(a_2u)^1の2種類があるが、本研究で見いだした錯体はS=0(d_xz,d_yz)^4(d_xy,a_2u)^2の電子状態であり新しい型の一電子酸化体である。また、従来とは異なるスピン状態の可能性がある2電子酸化ポルフィリン鉄錯体の合成に成功した。現在、この錯体のスピン状態及び電子配置を明らかにする実験と触媒反応性の違いを検討している。また、1分子のイミダゾール系軸配位子が配位した非平面ポルフィリン鉄(III)錯体のスピン状態が室温から-100℃まで中間スピン状態を安定するが、20Kなどの極低温では高スピン状態または低スピン状態を安定化することを明らかにした。特に、系によってはS=1/2,3/2,5/2の全てのスピン状態が共存していることを確認した。
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