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多重双安定性金属多核錯体の集積化と高次機能発現

多双稳态金属多核配合物的集成及高阶函数的表达

基本信息

批准号：
11J01425
负责人：
関根良博
金额：
$ 1.22万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

シアン化物イオン架橋金属多核錯体は、シアン化物イオンを介した金属イオン間の磁気的・電子的相互作用に基づく特異な双安定性や外場応答性を示す。これまでに有機配位子の化学修飾により、シアン化物イオン架橋Fe-Co環状四核錯体が、固体状態での熱や光、溶液中でのプロトン付加に伴う金属イオン間電子移動誘起スピン転移を示すことを見出した。プロトン付加誘起分子内電子移動に基づく外場応答性の発現は、非配位性の末端CN基が弱塩基性を示すために、有機酸の添加により金属イオンの酸化還元電位が変化することに起因する。本研究は、金属イオン間電子移動を示すFe-Co環状四核錯体を水素結合により任意の集積構造体を構築することを目的とした。これまでにヒドロキシ基を有したプロトンドナー分子とFe-Co環状四核錯体の共結晶化により、一次元鎖及び二次元ハニカムシート構造を構築することに成功した。Fe-Co環状四核錯体とプロトンドナー分子は水素結合を形成している一方で、四核錯体の電子状態変化と水素結合の変化は顕著ではなかった。そこでより外場応答性分子との強い水素結合の形成を目的として、酸性度の高いカルボキシ基を有したプロトンドナー分子の結晶内への導入を行った。その結果、Fe-Co環状四核錯体の末端CN基とより強固な水素結合を形成した二次元集積構造を構築することが分かった。さらに集積構造体は、Fe-Co環状四核錯体の電子状態変化に伴い水素結合距離が変化することを見出した。水素結合を用いた集積化法が構成分子の外場応答性を保持したまま可能であることを見出し、電子状態と水素結合が比較的強く相互作用している物質系を構築した。

Metal polynuclear complexes are characterized by their magnetic and electron interactions between metal atoms, their basic specificity, bistability and external field reactivity. The chemical modification of organic ligands, the bridging of Fe-Co cyclic tetranuclear complexes, the addition of heat and light in solid state, and the electron transfer induced by the interaction between metals have been demonstrated. The addition of organic acids induces the formation of electron mobility in molecules, the formation of electron mobility in non-coordinating terminal CN groups, and the formation of electron mobility in metals. The purpose of this study is to demonstrate electron mobility between metals and Fe-Co ring tetrahedral complexes and to construct arbitrary aggregate structures. The co-crystallization of Fe-Co cyclic tetrahedral complexes, one-dimensional locks and two-dimensional structures have been successfully constructed. Fe-Co cyclic tetranuclear complex is formed by the combination of water element and electron state of tetranuclear complex For example, the formation of strong water binding molecules with high acidity and the introduction of crystalline molecules with high acidity. As a result, Fe-Co ring tetrahedral complex terminal CN base is strongly bound to form a quadratic aggregation structure. The electronic state of Fe-Co ring tetrahedral complex is changed with the change of binding distance of water element. Water binding is used to construct a system of matter in which the external field response of the constituent molecules is maintained.