金クラスター高秩序集積体の構築と触媒特性の研究

本年度は秩序性の高いクラスター集積体を構築するため、より厳密に架橋サイトの対称性と個数を制御したクラスターの合成に取り組んだ。合成条件を検討することにより、新奇な金クラスターを単離し、その幾何構造を単結晶X線構造解析によって明らかにした。得られたクラスターは表面上に３つのカルボキシル基が三回対称を持って対称的に配置されていたことから、金属イオンとの錯形成を試みたところ吸収スペクトルの特徴的なピークが得られた沈殿では消失していた。この結果はクラスターが過剰の金属イオンに対して不安定であり分解していることを示唆している。この結果に基づき、安定性を高めるため異なる配位子を使ったところ、別の新奇な金クラスターを単離することができた。このクラスターの構造を単結晶X線構造解析によって明らかにしたところ、4つのピリジル基がX型に配置されていることを見出した。このクラスターの詳細な評価と金属イオンとの錯形成を進めることで、秩序性の高い集積体の構築を試みている。また、前年度報告した近赤外領域に特徴的な光吸収を示す一次元構造金クラスターの論文が受理され、本年度はその電子構造および幾何構造に関するさらなる研究を並行して行った。クラスターの合成時における紫外可視吸収スペクトルを詳細に追跡したところ、最終生成物よりも短波長側に顕著な吸収ピークが合成中に現れており、それが反応の進行とともに長波長側にシフトしていることがわかった。また、これらの中間状態において反応を停止し、その生成物をポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析したところ、サイズが大きくなるにつれて近赤外領域の吸収が長波長側にシフトしていたことから、このクラスターのもつに一次元構造のサイズが強く電子状態に影響を与えていることがわかった。

本年度は秩序性の高いクラスター集積体を構築するため、より厳密に架橋サイトの対称性と個数を制御したクラスターの合成に取り組んだ。合成条件を検討することにより、新奇な金クラスターを単離し、その幾何構造を単結晶X線構造解析によって明らかにした。得られたクラスターは表面上に３つのカルボキシル基が三回対称を持って対称的に配置されていたことから、金属イオンとの錯形成を試みたところ吸収スペクトルの特徴的なピークが得られた沈殿では消失していた。この結果はクラスターが過剰の金属イオンに対して不安定であり分解していることを示唆している。この結果に基づき、安定性を高めるため異なる配位子を使ったところ、別の新奇な金クラスターを単離することができた。このクラスターの構造を単結晶X線構造解析によって明らかにしたところ、4つのピリジル基がX型に配置されていることを見出した。このクラスターの詳細な評価と金属イオンとの錯形成を進めることで、秩序性の高い集積体の構築を試みている。また、前年度報告した近赤外領域に特徴的な光吸収を示す一次元構造金クラスターの論文が受理され、本年度はその電子構造および幾何構造に関するさらなる研究を並行して行った。クラスターの合成時における紫外可視吸収スペクトルを詳細に追跡したところ、最終生成物よりも短波長側に顕著な吸収ピークが合成中に現れており、それが反応の進行とともに長波長側にシフトしていることがわかった。また、これらの中間状態において反応を停止し、その生成物をポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析したところ、サイズが大きくなるにつれて近赤外領域の吸収が長波長側にシフトしていたことから、このクラスターのもつに一次元構造のサイズが強く電子状態に影響を与えていることがわかった。