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本研究では、指向性情報・エネルギー伝達系の構築を目的とし、金属多核錯体の集積化について研究を行った。具体的には、以下の二種類のシステムについて検討を行った。１）化学刺激や熱・光に応答する環状四核錯体の構築と水素結合による集積化、２）発光性環状白金四核錯体の構築と低次元集積化。
環状四核錯体の集積化については、化学修飾により電子状態を最適化した外部刺激応答性環状四核錯体を水素結合アクセプターとし、有機水素結合ドナーと組み合わせることで多彩な水素結合ドナーアクセプター集積系の構築に成功した。その結果、環状四核錯体からなるドナーアクセプター系がプロトン移動共役分子内電子移動を示し、対称性の破れに起因する極めて特異な三段階相転移を見出した。一方、直線架橋および三方向架橋水素結合ドナーと環状四核錯体とを組み合わせた系においては、一次元および二次元集積系が得られることを明らかにし、水素結合強度の階層的変化に伴う多段階相転移を示すことを見出した。上記の系は、環状四核錯体の磁性情報を集積構造中で水素結合を介して伝搬できる系とみなすことができ、本研究目的の指向性情報伝達系の基礎となる成果であると考える。
一方、光エネルギー伝達系の構築として、新規環状白金四核錯体をユニットとした低次元集積系の構築について検討した。その結果、本錯体が溶液中で多様な銀イオン架橋低次元集積体を与えることを見出すとともに、集積構造の変化に伴う発光強度の飛躍的増大を見出した。また、本錯体は拡張π共役分子と溶液中で比較的強い相互作用を示し、溶液中での会合体の形成に伴い発光挙動が変化することも見出した。上記の発光性錯体からなる低次元集積系は集積構造内で高いエネルギー移動効率を示す可能性をもつことから、エネルギー伝達ワイヤー構築のための有用なユニットとなると期待される。
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