研究課題
本研究では、拡張π電子系を組み込んだ新規π共役系金属錯体を合成し、π共役系配位子問のπ-スタックによって分子を一次元上に並べた、新しい集積化多核金属錯体の構築を目指している。π共役系を有する平面錯体として今回用いたサレン類やポルフィリン類は、中心金属の種類によって、強磁性やスピン転移などの磁気的性質、発光などの光機能性、不斉反応などへの触媒活性を示すことが明らかにされており、本研究で計画しているナノ構造に対しても、これらの性質を効果的に組み込むことが可能である。この目的に対しては、分子構造を最適化することで、集積化の様式や分子間相互作用の強さを調整することにより臨む計画だった。本研究で用いるπ共役系の狙った位置に複数の金属原子を自在に導入する手法は、様々な機能性分子と金属錯体を共役させる際に広く適用可能な、これまでに前例のない戦略である。本年度は、両親媒性を有するサロフェンを基盤とした2核錯体および、同様に両親媒性のモチーフを有するポルフィリン錯体を合成し、極性溶媒中における自己集積化挙動、および自己集積構造によって誘起された特徴的な物性に関して検討した。例えば両親媒性サロフェン2核錯体を極性溶媒中から沈殿させると、π-π相互作用に基づき一次元鎖が連なった膜状構造やロッド状構造を形成することが、電子顕微鏡観察の結果などから示された。また、この一次元鎖構造体を微小電極にはさみ、AFMによる電導度測定を行い半導体的な挙動を観察した。両親媒性ポルフィリン錯体に関しても、同様に極性溶媒中から沈殿させることにより集積化挙動を検討した。その結果、銅(II)錯体では、H会合に基づく電子吸収の短波長シフトが観察され、電子顕微鏡観察でもリボン状などの特徴的なナノ構造が観察された。さらに得られたナノ構造中において、ポルフィリン中心の銅(II)間に弱いながらも相互作用があることが観察された。
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