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Construction of lanthanide complexes inducing excited reaction by external force

外力诱导激发反应的镧系配合物的构建

基本信息

批准号：
20H02748
负责人：
北川裕一
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

物質に摩擦力を加えたときにその物質が励起状態を形成し、発光する現象のことをトリボルミネッセンスと呼ばれる。申請者はこの力学的な刺激による獲得した励起エネルギーを反応に用いることを検討してきた。本年度は以下の3点に着目し、希土類錯体を基盤とした力学的な刺激に基づく励起反応を研究した。(1)積層したアントラセンを導入した希土類二核錯体：前年度までに積層したアントラセンを導入したユウロピウム、ガドリニウム二核錯体の力学的な刺激による反応を検討していた。本年度は、同じ配位子骨格を導入したイッテルビウム錯体を合成し、力学的な刺激による反応を比較検討した。ユウロピウム錯体とガドリニウム錯体とは異なった反応性を示すことが明らかとなった。(2)セリウム錯体の合成：2020年度まで触媒能を示す遷移金属錯体と希土類錯体を連結させた多核錯体の合成を検討してきたが、高い結晶性の化合物を得ることが難しかった。そのため2021年度より希土類錯体そのものに励起状態形成に伴う触媒機能の付与を検討している。安定な電荷分離光励起状態形成を達成するためにガウシアン計算を用いて配位子設計のスクリーニングをして、電子アクセプター性配位子(ヘキサフルオロアセチルアセトナトやペンタフルオロベンゾエートなど)を導入した種々のセリウム錯体を合成し、光物性評価を行った。低温条件において光誘起電荷分離状態の形成を確認できた。(3)ユウロピウム錯体の合成：(2)と同様に希土類錯体そのものに励起状態形成に伴う触媒機能の付与をするために、ユウロピウム錯体におけるπ軌道-4f軌道間の安定な光電荷分離状態を形成させることを検討した。2021年度より高いHOMO凖位を示すジメトキシカルバゾールを導入したホスフィンオキシド配位子を導入したユウロピウム錯体を検討してきた。今年度は本錯体の結晶構造作成および光誘起電荷分離励起準位を量子化学計算で再現することに成功した。

The friction force of the substance is increased, and the substance is excited to form a light emission phenomenon. The applicant shall be responsible for the preparation of the report. This year, the following three points are focused on the study of fundamental dynamics and fundamental excitation. (1)The layer structure is introduced into the rare earth type binary fault body: the layer structure is introduced into the binary fault body in the previous year, and the mechanical stimulation of the binary fault body is investigated. This year, the introduction of the same ligand framework, the synthesis of complex molecules, the mechanical stimulation and the comparison of reactions were discussed. It's not a good idea. It's a good idea. (2)The synthesis of polynuclear complexes: in 2020, the catalyst can be used to show the migration of metal complexes, rare earth complexes, and the synthesis of polynuclear complexes. In the year 2021, the formation of the excitation state of the rare earth fault system and the application of the catalyst function were discussed. The stable charge separation photoexcited state formation is achieved, and the calculation of the ligand design is carried out. The electronic ligand is introduced into the stable charge separation photoexcited state formation. The synthesis of the ligand is carried out. The optical properties are evaluated. The formation of charge separation state induced by light at low temperature is confirmed. (3)The synthesis of the complex: (2) The formation of the excited state of the rare earth-like complex, the formation of the stable photocharge separation state between the π orbital and the 4f orbital, the formation of the catalytic function, and the formation of the stable photocharge separation state. In 2021, the HOMO level was determined by the introduction of the ligand. This year, the crystal structure of the dislocation was successfully reproduced by quantum chemical calculation.