| 研究課題/領域番号 |
18K14233
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
井口 弘章 東北大学, 理学研究科, 助教 (30709100)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 一次元電子系 / 強相関電子系 / 配位高分子 / ナノワイヤー金属錯体 / 電子状態 |
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| 研究実績の概要 |
MX錯体の未踏の電子状態にひそむ新しい機能の創出を目指し、本研究では以下の2つのテーマに取り組んできた。
【テーマ１】AV相の実現による初の金属伝導性の発現とスピンラダー化合物への展開
【テーマ２】MX錯体への多孔性の導入による初の化学ドーピングの実現
本年度は錯体合成を中心に取り組んだ。テーマ１では、L-酒石酸から誘導される配位子(2S,3S)-2,3-diaminobutane-1,4-diol (dabdOH) を合成し、これを配位子に用いて新しいMX錯体の合成を試みた。ヨウ素架橋Pt錯体は、既報の塩素架橋や臭素架橋Pt錯体とは異なる結晶構造となり、目標としていた平均原子価相を有するPt(III)錯体には未だ成功していない。このため、今後はアルキル鎖間に働く引力的相互作用など、他の因子と複合化させる必要があると考えられる。また、dabdOH配位子から一段階で合成できる五員環を有するキレート配位子dathfも合成したので、今後は単一鎖系MX錯体及びラダー型MX錯体の合成に進む予定である。
テーマ２では、2-aminomethylpyridine (amp) を配位子に有するMX錯体の合成に初めて成功した。これは単一鎖のMX錯体として、面内配位子に芳香族部位を有する初めての錯体である。芳香族部位は有機合成反応により様々な置換基を導入可能なので、今後はピリジル基の導入などにより、多孔性MX錯体への発展が期待できる。なお、このMX錯体には対イオンとしてPt(IV)錯体が含まれており、2つのMX鎖間に挿入してπ積層構造を構築し、結晶構造を安定化していることが明らかとなった。これもこれまでにない新しい構造的特徴である。
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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
テーマ１については、ヨウ素架橋Pt錯体の合成に成功していない点はやや計画通りに進んでいないと言えるが、dabdOHを原料としたdathf合成など、当初計画に無かった新しい配位子合成にも成功しており、今後の展開が期待できる。最近、対アニオンにアルキル鎖を有するヨウ素架橋Pt錯体において、結晶内に電子状態の相分離と思われる現象が見つかったので、部分的には平均原子価状態が得られている可能性がある。
テーマ２では、ampを配位子に有するMX錯体の合成に成功したことで、dabdOH配位子を用いるよりもより安価かつ容易に多孔性MX錯体を合成する道が開けた。現在、ピリジル基の導入を進めている。また、diethylenetriamineとパラ置換ピリジンを配位子に持つMX錯体の合成にも成功した。この系もチューブ型の多孔性MX錯体の合成に繋がることが期待される。
以上のことから、研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
テーマ１については、引き続きヨウ素架橋Pt錯体の合成を目指す。水素結合ではなくハロゲン結合による鎖間距離制御を行うため、dabdBt, dabdIなどの新しい配位子も合成し、dathfとともにMX錯体の合成に用いる。また、対アニオンにアルキル鎖を有するヨウ素架橋Pt錯体において、電子状態の相分離現象をラマン散乱スペクトルのマッピング測定等によって詳細に調査し、狙っていた平均原子価状態が発現しているかどうかを確認する予定である。
テーマ２については、ampやdien-パラ置換ピリジン系を面内配位子として用いることで、多様なMX錯体の合成へと展開していく。amp系は多孔性MX錯体への展開が期待されるため、鈴木カップリング等を駆使して様々な配位性置換基を導入する予定である。dien-パラ置換ピリジン系では、多孔性に加えて、ピリジル基を有する様々な機能性有機分子を導入できると考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
MX錯体の合成過程で、ヨウ素架橋Pt錯体の合成が予想通りに進まなかったため、当初使用する予定だった物性測定関連費などを使わず、合成原料の購入に使用した。今後、平均原子価状態の化合物が得られ次第物性測定に進むので、物性測定関連費はその際に利用する予定である。
次年度は引き続き合成を主体とした実験となるので、主に試薬代やガラス器具第、元素分析測定費等に助成金を使用する。また、低温における伝導度測定のために液体ヘリウム代としても使用する予定である。測定実験では東京大学新領域創成科学研究科の岡本博研究室や高エネルギー加速器機構（放射光X線回折）に出張する必要があり、そのための旅費としても用いる。成果発表のための旅費の支出は予定通り行う。
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