環状型テトラピロール錯体を活用する多核錯体ナノ構造体の高機能化

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20350029
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 阿部 正明 九州大学, 工学研究院, 准教授 (90260033)
• 研究分担者: 久枝 良雄 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (70150498)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 金属錯体化学 / 多核錯体 / 超分子錯体 / 分子構造 / 酸化還元 / 配位子交換

研究概要

本研究は、多核金属錯体と生体関連化合物のハイブリッド体の合成とその光・電子機能などの諸機能の発現と制御に関する基盤研究を展開し、新しい分子材料システムを構築することを目的とした。以下の研究成果を得た。ルテニウム三核錯体をコアとする大環状クラスターの合成と特性:ルテニウム三核錯体と含窒素系二座配位子とを反応させ、種々の員環数から成る大環状クラスターを合成した。酸化還元挙動を調べ環状フレームワーク内での三核コア間の電子的相互作用について検討した。また種々のビスピリジル系配位子を架橋配位子とする環状構造も構築し、その構造を明らかとした。ポルフィリン-三核錯体ハイブリッド錯体の合成と特性解明:テトラ(3-ピリジル)ポルフィリンと三核錯体とを2:4の比で組み合わせた巨大箱型分子を合成し、酸化還元挙動を明らかとした。ポルフィセン -ルテニウム錯体の構造決定ならびに軸配位子置換反応の速度論的評価:6配位型ルテニウム-ポルフィセン錯体について初めてX線構造を示した。溶液内での軸配位子ピリジンの交換反応はポルフィリン錯体に比べ、速度定数で1桁程度遅く、活性化パラメータは配位子交換反応が解離機構で進行することを示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Electroactive Chain-Like Compounds Constructed from Trimetallic Clusters and 4,4'-Bipyridine Spacers : One-Pot Synthesis, Characterization and Surface Binding (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Abe, Atsushi Inatomi, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Dalton Trans.(Special Issue : New Talent "Asia") 40 ページ: 2289-2298
• [雑誌論文] Hydroxy-Functionalized Porphycenes : Structure, Spectroscopy, and Electrochemistry (2011)
  • 著者名/発表者名: Toru Okawara, Masaaki Abe, Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn.("Selected Paper"). in press
• [雑誌論文] Photo-Induced Ring-Expansion Reactions Mediated by B_<12>-TiO_2 Hybrid Catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Izumi, Hisashi Shimakoshi, Masaaki Abe, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Dalton Trans. 39(13) ページ: 3302-3307
• [雑誌論文] Synthesis of a Novel Sn(IV) Porphycene-Ferrocene Triad Linked by Axial Coordination and Solvent Polarity Effect in Photoinduced Charge Separation Process (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Maeda, Hisashi Shimakoshi, Masaaki Abe, Mamoru Fujitsuka, Tetsuro Majima, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 49(6) ページ: 2872-2880
• [雑誌論文] Synthetic Design of Heterometallic Cluster Compounds with Site-Selective and Stepwise Substitution of Bridging Carboxylates (2010)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Ikegami, Masaaki Abe, Atsushi Inatomi, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 16(15) ページ: 4438-4441
• [雑誌論文] Preparations and Photosensitizing Properties of 2,7,12,17-Tetra-n-Propylporphycenatotin(IV) Dihalide Complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: Masatsugu Taneda, Daisuke Maeda, Hisashi Shimakoshi, Masaaki Abe, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 83(6) ページ: 667-671
• [雑誌論文] レドックス活性金属錯体の光吸収特性を活用した新規熱線遮蔽材料の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明, 久枝良雄
  • 雑誌名: 化学工業 69(8) ページ: 584-589
• [雑誌論文] Synthesis and Photochemical Properties of a New Molybdenum Porphycene Complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Maeda, Hisashi Shimakoshi, Masaaki Abe, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Dalton Trans. 1 ページ: 140-145
• [雑誌論文] Organic Films Containing Trinuclear Ruthenium Clusters that Exhibit Redox-state-controlled Heat-shielding Characteristics (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tomiyasu, Masaaki Abe, Yasushi Morihara, Hiroyuki Ohgi, Tomiaki Otake, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Chem.Lett. 38(5) ページ: 492-493
• [雑誌論文] Carboxylato-Modified New Oxo-Centred Triruthenium Cluster Compounds with CO and Solvent Ligands. The X-Ray Structure of [Ru_3O(C_2H_5CO_2)_6(CO)(THF)_2] (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Inatomi, Masaaki Abe, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Eur.J.Inorg.Chem. 32 ページ: 4830-4836
• [雑誌論文] Syntheses and Photophysical Behavior of Porphyrin Isomer Sn(IV) Complexes (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Maeda, Hisashi Shimakoshi, Masaaki Abe, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 48(20) ページ: 9853-9860
• [雑誌論文] Fabrication of Photochemical Pattern on a Self-Assembled Monolayer (SAM) of a Ruthenium Cluster under Electrochemical Control (2009)
  • 著者名/発表者名: Yi Zhang, Yujin Tong, Masaaki Abe, Kohei Uosaki, Masatoshi Osawa, Yoichi Sasaki, Shen Ye
  • 雑誌名: J.Mater.Chem. 19(3) ページ: 261-267
• [雑誌論文] In Situ Scanning Tunneling Microscopy Observation of Metal-Cluster Redox Interconversion and CO Dissociation Reactions at a Solution/Au(111) Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Noda, Hiromitsu Uehara, Masaaki Abe, Takayuki Michi, Masatoshi Osawa, Kohei Uosaki, Yoichi Sasaki
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn., ("BCSJ Award Article") 82(10) ページ: 1227-1231
• [雑誌論文] Redox Gradations in Ruthenium Porphycene Complexes and the Porphyrin Analogs : Axial and Macrocyclic Ligand Effects (2008)
  • 著者名/発表者名: Toru Okawara, Masaaki Abe, Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Chem.Lett. 37(9) ページ: 906-907
• [雑誌論文] Multicomponent Molecular Layers That Exhibit Electrochemical Potential Flip on Au(111) by Use of Proton-Coupled Electron-Transfer Reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiromitsu Uehara, Tomohiko Inomata, Masaaki Abe, Kohei Uosaki, Yoichi Sasaki
  • 雑誌名: Chem.Lett. 37(7) ページ: 684-685
• [雑誌論文] Surface Coordination of Nitric Oxide to a Self-Assembled Monolayer of a Triruthenium Cluster : An In Situ Infrared Spectroscopic Study (2008)
  • 著者名/発表者名: Wei Zhou, Yi Zhang, Masaaki Abe, Kohei Uosaki, Masatoshi Osawa, Yoichi Sasaki, Shen Ye
  • 雑誌名: Langmuir 24(15) ページ: 8027-8035
• [雑誌論文] Spontaneous Rapid Growth of Triruthenium Cluster Multilayers on Gold Surface. Cyclic Voltammetric In Situ Monitoring and AFM Characterization (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Michi, Masaaki Abe, Satoru Takakusagi, Masako Kato, Kohei Uosaki, Yoichi Sasaki
  • 雑誌名: Chem.Lett. 37(6) ページ: 576-577
• [学会発表] Coordination-induced Multimetallic Gaiant Assemblies : Wires, Loops, and Boxes (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明
  • 学会等名: The 3rd Global COE Kyushu Univ.-Pusan National Univ. Joint Symposium
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] Tunable Electronic Communication in Supramolecular Coordination Architecture (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Abe, Atsushi Inatomi, Atsushi Ikegami, Naoki Taniguchi, Yoshio Hisaeda
  • 学会等名: 第4回Asian Network of Metal Chemistry (Malaysian Chemical Congress)
  • 発表場所: クアラルンプール(マレーシア)
  • 年月日: 20101012-20101014
• [学会発表] Electronically Conjugated High-Nuclearity Clusters : Tunable Communication through the Cyclic Frameworks (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明
  • 学会等名: 8th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds (8th CJSMCC)(第8回日中金属クラスター会議)
  • 発表場所: 西安(中国)
  • 年月日: 20100810-20100814
• [学会発表] Electronically Conjugated Supramolecular Clusters : Tunable Communication through Cyclic Frameworks (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明
  • 学会等名: The 2010 Global COE International Symposium on Future Molecular Systems-Beyond Supramolecular Chemistry
  • 発表場所: 稲森フロンティア研究センター,九州大学(福岡)
  • 年月日: 20100613-20100614
• [学会発表] Macrocyclic Coordination Architectures Displaying Multiple Electron-Transfer Processes (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Abe, Atsushi Inatomi, Yoshio Hisaeda
  • 学会等名: The 39th International Conference on Coordination Chemistry (ICCC39)
  • 発表場所: アデレード(オーストラリア)
  • 年月日: 2010-07-26
• [学会発表] ルテニウムクラスター錯体の分子組織化とレドックス機能制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明
  • 学会等名: 電気化学会第77回大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] Metal Cluster-Based Redox-Active Molecular Loops and Wires (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明
  • 学会等名: 日本化学会錯体有機金属ディビジョン「アジア国際シンポジウム」
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス(船橋)
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] レドックス活性遷移金属クラスターの分子組織化構造の形成とポテンシャル制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会特別企画「表面を舞台とする化学・物理・機能」
  • 発表場所: 日本大学理工学部(船橋)
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 遷移金属多核錯体の集積化構造および電子ポテンシャル場の設計と反応制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明
  • 学会等名: 2008年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス(長崎)
  • 年月日: 20081115-20081116
• [学会発表] Synthesis, Separation, and Chemical Characteristics of Metal Cluster-Based Molecular Loops and Wires (2008)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Abe, Atsushi Inatomi, Takahiro Masuko, Hisashi Shimakoshi, Yoshio Hisaeda
  • 学会等名: 7th Japan-China Joint Symposium on Metal Cluster Compounds(第7回日中クラスター会議)
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 20081021-20081023
• [学会発表] レドックス金属錯体の集積化学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部正明
  • 学会等名: 第58回錯体化学討論会シンポジウム(レドックス金属錯体が拓く未来化学)
  • 発表場所: 金沢大学(金沢)
  • 年月日: 20080920-20080922
• [産業財産権] 近赤外線クロミック性多核金属錯体を含有する有機重合体組成物およびこれを用いた成形体 (2009)
  • 発明者名: 森原靖、阿部正明、大木弘之、大竹富明、久枝良雄、冨安佑騎
  • 産業財産権番号: 特許,PCT/JP2009/000401
  • 出願年月日: 20090200
  • 外国
• [産業財産権] 近赤外線クロミック性多核金属錯体を含有する有機重合体組成物およびこれを用いた成形体 (2009)
  • 発明者名: 森川圭介、東田昇、天野雄介、阿部正明、久枝良雄、冨安佑騎
  • 産業財産権番号: 特許,特願2009-150969
  • 出願年月日: 20090600
• [産業財産権] クロミックな近赤外線吸収特性を有する有機重合体組成物および成形体 (2008)
  • 発明者名: 森原靖、阿部正明、大木弘之、大竹富明、久枝良雄、冨安佑騎
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-053677
  • 出願年月日: 20080300
• [産業財産権] 近赤外線吸収性樹脂組成物およびその成型品 (2008)
  • 発明者名: 森原靖、阿部正明、大木弘之、大竹富明、久枝良雄、冨安佑騎
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-219020
  • 出願年月日: 20080800