金属錯体をビルディングブロックとする柔らかい集積構造をもつ層間化合物の構築

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集積型金属錯体は多面的な化学特性を持ち、様々な物性が複雑に絡み合った新しい多重機能の発現が期待できる。そこで本研究では、その多重機能発現を視野に入れ、集積型金属錯体をホスト層として用い、層間・層内の相互作用、外場との応答性が自由に制御できる"柔らかい集積構造"をもつ層間化合物の構築を行った。本研究では、集積構造を構築するにあたり、ホスト層を構成する金属錯体ビルディングブロックの異性化、連結配位子の配位多様性を利用した合成アプローチを検討した。[Fe(CA)_2(H_2O)_22]^-(H_2CA=クロラニル酸)をビルディングブロックとする集積体は層状構造を有しており、種々のゲスト分子を導入可能である。その際、集積構造はゲスト分子の形状に合わせて変化することが明らかになった。フェナジンをゲスト分子に用いた場合、水がトランス位に配位した単核錯体が水素結合によって連結された二次元シート間に、ゲスト分子がカラム状に挿入された層間化合物を形成する。ピリジンをゲスト分子に用いた場合、上記層間化合物と同様のホスト層を示すが、挿入されたピリジンはカラム状に積層することはなく、共存する水によって水素結合により保持されたディスクリートな構造をとる。一方、4,4'-ビピリジンをゲスト分子とした場合、水がシス位に配位した単核錯体と水により構成されたシート間にゲスト分子は挿入され、ホスト錯体に配位しているクロラニル酸とスタックすることで安定化している。以上のように[Fe(CA)_2(H_2O)_2]^-をビルディングブロックとする集積体は異性化により自らの構造を変化させ、様々な形状のゲスト分子を挿入可能であることが明らかとなった。