外部刺激で可逆な構造・物性転換を起こす金属錯体系イオン液体高分子の開発

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本研究では、サンドイッチ型錯体の化学反応性を利用することにより、外場によるイオン伝導度や粘弾性制御が可能なソフトマターを開発することを目的とする。本年度は第一に、シクロオクタジエン配位ロジウム錯体の塩を対象として、柔軟な結晶相および液相における化学反応性の開拓を進めた。これらの塩は、触媒前駆体として有用な有機金属化合物だが、その熱物性の検討例はほとんどない。そこで本研究では、配位子およびアニオンが異なる種々のカチオン性ロジウム錯体の塩を合成し、その相挙動と結晶構造を検討した。得られた塩の多くは秩序‐無秩序相転移を示し、室温でローテーター相を発現する塩も見出された。また、これらの塩のうち、配位性アニオンを有する錯体は、融解後に配位子交換を起こしてアニオン配位錯体を生成した。これらの結果をもとに、アレーン配位錯体の結晶状態における配位子交換反応を検討した結果、エーテル中で単結晶‐単結晶反応が起こることを見出し、生成物の構造および熱物性を明らかにした。以上に加え、シクロオクタジエン配位ロジウム錯体からなるイオン液体を合成し、その反応性についても検討した。これらは架橋配位子との反応で、配位高分子を与えることがわかった。第二に、光と熱で色調とイオン伝導度を可逆制御できるルテニウム錯体含有イオン液体を開発した。ここではジメチルアミノ基またはシアノ基をカチオンに導入したイオン液体を合成し、その光反応性を検討した。前者は置換基の立体障害が大きいため光反応性が低かったが、後者はUV光照射によってより高粘度のオリゴマー液体に転換し、淡黄色液体から黄色液体に変化した。この光反応生成物を加熱すると逆反応が進行し、元の液体に戻った。以上の系に加え、化学反応を示すイオン液体の開発を目的として、アニオンにビニル基を導入した四級アンモニウムイオン液体を合成し、その相挙動および反応性について検討を加えた。