2023 年度研究成果報告書

プロトン結合スピン転移を基盤とする電場・光応答性多核錯体の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	22K14658
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分32020:機能物性化学関連
研究機関	東北大学 (2023) 九州大学 (2022)
研究代表者	中西匠東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40836425)
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード	水素結合 / プロトン移動 / スピン転移 / 中性子回折測定 / 光応答
研究成果の概要	プロトン移動とスピン転移が連動して発現する現象（プロトン結合スピン転移：PCST）に基づく機能開拓を目的に、多核錯体等への構造の拡張や機能性部位の導入が可能な新規配位子の開発を行った。サリチルヒドラジドを基盤とした配位子に適切な置換基を導入することで、新規配位子および鉄二価錯体を合成した。得られた錯体の熱および光誘起スピン転移挙動に伴うプロトン位置の変化を調べた結果、分子内の二つのプロトンが移動する熱－光誘起ダブルプロトン移動を示すことが明らかとなった。以上の結果から、本研究ではPCST錯体の設計を拡張する事が可能な新規配位子の開発に成功した。
自由記述の分野	錯体化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	これまでのプロトン結合スピン転移現象の研究では基礎的な観点から、スピン転移現象との連動に基づく新規プロトン移動現象の開拓を進めてきた。一方で、プロトン移動に基づく機能開拓を進める上で、従来のプロトン結合スピン転移錯体の設計では特徴的な構造要素（電子受容/供与性やキラリティーなど）を有する置換基や配位子の導入による物質探索が困難であるという課題があった。本研究で新たに開発した配位子は多様な置換基を導入可能な部位を有しており、また二座や四座配位子への拡張が可能であることから、架橋配位子に基づく多核錯体化やキラル部位の導入による極性構造の形成など従来では困難であった物質設計が実現出来ると期待される。