π電子が関与する新規分子系超構造の観察と解析

涉及π电子的新型分子系统超结构的观察与分析

基本信息

批准号：
07241212
负责人：
宮村一夫
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、有機化合物と無機化合物の中間的な性質を持つ錯体分子の内、π電子系が発達した分子の分子構造と会合構造との相関の解析を通して、構造制御法を、そして走査トンネル顕微鏡(STM)を始めとする解析法により、構造評価法を検討した。まず、アルキル長鎖を導入した錯体の会合状態を調べることとし、よく知られているsalenのニッケル(II)錯体に、2つのアルキル基(C_nH_<2n+1>,n=0,1,2,3,4,6,7,8,10,12)を導入した錯体を合成した。ブチル基を導入した錯体の単結晶のX線構造解析を行い、錯体は結晶中で特殊な二量体構造をとることがわかった。2分子の錯体分子が会合した二量体の構造では、π電子系が重なったπ-π相互作用と、側鎖のアルキル基とπ電子のCH-π相互作用が見られる。π-π相互作用では、金属イオンと配位原子間のアピカル配位は見られないが、π電子系の中で陽性と陰性の原子同士が向かい合った構造である。このアルキル置換錯体溶液を水面上に展開すると、単分子膜が生成し、STM観察からやはり、単分子膜中でも結晶中と同様の特殊な2量体構造をとることを明らかにした。同様の考察を近年、超伝導性や低次元伝導性が注目されている。[Ni(dmit)_2]系についても行った。[Ni(dmit)_2]のジオクタデシルジメチルアンモニウム塩の結晶構造および単分子膜のSTM像から、アルキル基が密な層と錯体層が交互に並んだ構造を結晶中および単分子膜中でとることを明らかにした。絶縁性の高いアルキル基にてπ電子系の発達した錯体層が隔てられた3次元(結晶)および2次元(単分子膜)の分子系超構造を調製することができたことになり、目的通り、新規のπ電子系が関与する分子系超構造の制御に成功した。

在本研究中，我们将通过分析具有介于有机和无机化合物之间的复杂分子之间的分子结构和分子缔合结构之间的相关性来研究结构控制方法和扫描隧道显微镜。评价方法采用(STM)等分析方法。首先，我们决定研究引入长烷基链的配合物的缔合状态，并添加两个烷基 (C_nH_<2n+1>,n=0,1,2 ,3,4,6,7,8,10 ,12) 被合成。对引入丁基的配合物的单晶进行X射线结构分析表明，该配合物在晶体中形成了特殊的二聚体结构。在两个复合分子缔合的二聚体结构中，存在π电子系统重叠的π-π相互作用，以及侧链烷基与π电子之间的CH-π相互作用。在π-π相互作用中，金属离子与配位原子之间不存在顶端配位，而是π电子体系中正负原子相互面对的结构。当这种烷基取代络合物溶液铺展在水面上时，形成单分子膜，并且STM观察表明，即使在单分子膜中，也形成了类似于晶体中的特殊二聚体结构。类似的考虑最近在超导和低维电导率领域引起了人们的关注。还研究了[Ni(dmit)_2]系统。从[Ni(dmit)_2]的双十八烷基二甲基铵盐的晶体结构和单层的STM图像可知，在晶体和单层中发现了密集烷基层和复合层交替排列的结构。这意味着我们已经能够制备三维（晶体）和二维（单层）分子系统超结构，其中具有发达的π电子系统的复杂层被高度绝缘的烷基隔开。结果，我们成功了。控制涉及新型 π 电子系统的分子系统的超结构。