錯体化学

synthesis with coordination chemistry

はじめに

　これまでに有機，無機，有機金属に関わる合成に関わってきました。 その際，常にグリーンケミストリーの12箇条，特に第6(省エネルギー)，第7（再生可能資源）および第9(触媒)*を念頭に研究を進めてきました。 これまでに行ってきた主要なテーマを次に掲げますが，現在は主に1と4について活動しています。

• 金属錯体の集積化により新しい機能材料を創成する(自1998)
• 半導体およびエレクトロニクセラミクスの薄膜化およびナノ材料化の省エネルギープロセスの開発 (自1985)
• 炭素資源として二酸化炭素を用いる有機合成 (自1977)
• 「持続可能な開発のための教育(ESD)」に関わる教材開発とその実践(自2006)

*Anastas,P.T.;Warner,J.C.,"Green Chemistry: Theory and Practice", Oxford University Press: New York, 1998, p.30.

   　My research interests are focused on the organic, Inorganic and organometallic syntheses being grounded on the 12 principles of green chemistry, especially concerning to the 6th (design and energy efficiency), the 7th (use of renewable feedstocks) and the 9th (catalysis) issues*. Our major research subjects are summarized as following, and now subject 1 and 4 are active.

• Creation of novel functional materials via. constructing assemblies from metal complexes (since 1998)
• Development of novel soft-energy processing for preparation of thin films and nano scale arrays of semiconductors and electronic-ceramics (since 1985)
• Organic syntheses using carbon dioxide as a raw carbon resource (since 1977)
• Development of materials for ESD, education for sustainable development, and its practice (since 2006)

*Anastas,P.T.;Warner,J.C.,"Green Chemistry: Theory and Practice", Oxford University Press: New York, 1998, p.30.
 

1. 金属錯体の集積化により新しい機能材料を創成する

　単純な化合物から複雑な構造をもち多様な機能を果たす化合物をつくりだす，つまりそれが合成です。 合成は，しばしば積み木やレゴブロックに例えられ，部品となる小さなピースの数，大きさや向きによって全体の構造を変化させることができます。 しかし，積み木と違い私たちが扱っているのは目に見えない小さな分子であるため， 形や大きさ，向きなどを制御するには工夫が必要です。

  　例えば，部品となる分子を集め，不要な結合を切り放し，一方でつないでいく操作をしていきます。 その時，向きや順序が大切になってきますので，合成の順番や分子間相互作用をうまく利用して，小さい分子を規則正しく並ぶ工夫をします。 また場合によっては分子自身をつないでいって超分子とすることもあります。

  　これまでつくり出したものを説明します．

　多くの機能材料（分子）は，高機能となればなるほど合成に多段階反応が必要であり， エネルギーあるいはエクセルギーを大量に消費することになります。 このようなエネルギー消費を必要としない高機能材料の開発を目指しています。 具体的には，錯体分子同士の相互作用によって2次元さらには3次元構造を形成できるように，錯体分子自体の構造を工夫しているということができます。 例えば，遷移金属原子の周りにいろいろ飾りを付けていきます；これを配位子といいます。 こうしてできるのが錯体とよばれる分子ですが，飾りの付け方を工夫すると分子同士がつながり，全体としておもしろい幾何学模様を織りなすようになります。 このようなおもしろい形は，体の中で働いている生体組織を人工的にまねたものとも考えることができ，ある特定の物質が存在するのかしないのかを知る仕掛けとして利用できる可能性をもっています；物質認識やセンサーです。

　実例を下に示します．左が飾り付けを工夫した錯体で，右はその錯体が互いに作用し自己集積した図となります。

4. Development of materials for ESD, education for sustainable development,

    and its practice (since 2006)

　本学工学部で展開しているESDの担当者として，淀川と人とのかかわりを通してSDを意識できるような教材開発を行っています。
   工学部新入生の環境意識と「淀川学」の教育効果 Memories of OIT Ser.B 2009, 54, 1

HESD Forum 2009        

ESDと「淀川学」, 化学と工業, 2011, 64(8), 633.   

「"未来の技術者"足元から育成"　語り継ぐ淀川」，　産経新聞関西版　2011年9月24日土曜日　夕刊　第7面

 

  subject 2 , 3 についてはこちらをご覧ください。