ポルフィリン金属錯体による分子表面認識とナノサイズ反応場の構築

十分に設計された配位子を用いれば、生成される金ナノ粒子の粒子径だけでなく、その形状、電子状態、反応性の制御、反応空間の構築も可能であり、その先に豊かな金ナノクラスター科学を展開できるのではないかという着想の基に、『ポルフィリン金属錯体による分子表面認識とナノサイズ反応場の構築』を目指して、金ナノ粒子表面を認識する強固に認識する表面保護配位子Por_ClSを設計、合成した。本表面保護配位子Por_ClSは、ポルフィリン骨格から同一方向に4つのアセチル基によって保護された硫黄原子を提示しており、金表面を認識することが可能である。当初の分子設計通り、表面保護配位子Por_ClSの存在下、HAuCl4を還元することで、Por_ClSによって表面が保護された極めて安定な金ナノクラスターが調製可能であることを見出した。また、ポルフィリン表面保護配位子のHAuCl4に対する仕込み比を増加させることによって、粒子径分布の狭い金ナノクラスターを調製することにも成功した(2.0±0.2nm)。この知見を基に、アセチル基によって保護された硫黄原子ではなく、ジスルフィド結合を有するポルフィリン表面保護配位子を設計、合成した結果、ポルフィリン表面保護配位子のHAuCl4に対する仕込み比に関係なく、粒子径分布の狭い金ナノクラスターが得られることを見いだした。また、得られたポルフィリン保護金ナノクラスターが自己組織化し、超格子を形成することも判明した。

十分に設計された配位子を用いれば、生成される金ナノ粒子の粒子径だけでなく、その形状、電子状態、反応性の制御、反応空間の構築も可能であり、その先に豊かな金ナノクラスター科学を展開できるのではないかという着想の基に、『ポルフィリン金属錯体による分子表面認識とナノサイズ反応場の構築』を目指して、金ナノ粒子表面を認識する強固に認識する表面保護配位子Por_ClSを設計、合成した。本表面保護配位子Por_ClSは、ポルフィリン骨格から同一方向に4つのアセチル基によって保護された硫黄原子を提示しており、金表面を認識することが可能である。当初の分子設計通り、表面保護配位子Por_ClSの存在下、HAuCl4を還元することで、Por_ClSによって表面が保護された極めて安定な金ナノクラスターが調製可能であることを見出した。また、ポルフィリン表面保護配位子のHAuCl4に対する仕込み比を増加させることによって、粒子径分布の狭い金ナノクラスターを調製することにも成功した(2.0±0.2nm)。この知見を基に、アセチル基によって保護された硫黄原子ではなく、ジスルフィド結合を有するポルフィリン表面保護配位子を設計、合成した結果、ポルフィリン表面保護配位子のHAuCl4に対する仕込み比に関係なく、粒子径分布の狭い金ナノクラスターが得られることを見いだした。また、得られたポルフィリン保護金ナノクラスターが自己組織化し、超格子を形成することも判明した。