田所 誠

たどころ まこと
Makoto Tadokoro
東京理科大学理学部
教授
A03
専門分野錯体超分子化学・水クラスター科学・分子性導体
公募班（2018-2019）

水素結合型金属錯体によるナノ多孔質結晶とPCET伝導機構の研究

キーワード
低移動障壁水素結合、プロトン共役型電子移動、ナノ多孔質結晶、混合原子価状態、ソフトクリスタル、分子性導体
関連する研究者
研究協力者: 亀渕萌（東京理科大学理学部、助教）
研究協力者: 鈴木陽（東京理科大学理学部、PD）
研究協力者: 山根健史（東京理科大学理学部、PD）
研究協力者: 管大樹（東京理科大学理学部、院生）
研究協力者: 永留大貴（東京理科大学理学部、院生）

研究概要

強い水素結合では、同じようなpH値をもつ水素結合性ドナーとアクセプターで連結された水素結合性プロトンの移動障壁が低く、移動しやすくなる低障壁水素結合(LBHB)を観測することがしばしば見受けられる。

LBHB２重井戸型ポテンシャルモデル

このようなLBHBで連結された金属錯体は、金属錯体の電荷や電場の影響で容易に固体中でプロトンを移動できることが分かってきた。

プロトン電子移動メカニズム（混合原子価ハニカムシートタイプ）

すなわち、このようなLBHBによって連結された金属錯体は、酸化還元反応によるプロトン移動によって容易に混合原子価状態を安定化させることができる。

水素結合型混合原子価結晶の固体CV

また、通常の単分子錯体で観測されるPCET(proton-coupled electron ransfer)は、溶媒和の影響のため、プロトンと電子が局在化されているが、LBHBで連結された混合原子価錯体は、溶媒和に関係がない結晶中では、プロトン移動と電子移動を同時に伴ったPAET (proton-assisted electron transfer) 現象がみられ、絶えずプロトンと電子が揺動するような物性を示すことが明らかになってきた。本研究代表はこのようなPAETを示す結晶のメカニズムの解明とその機能性物質の創成を目指している。 具体的な研究内容は（１）LBHBダイマー錯体結晶によるPAETメカニズムの研究（２）LBHBによって連結されたハニカムシート型錯体の分子性導体の研究（３）次元制御されたPAET伝導体の開発など溶媒和に依存しないプロトン移動と電子移動をカップルさせた分子性材料の開発を行う。

研究業績

査読付発表論文

A03-19

  1. "Slow Dynamics of Premelting Water Molecules Confined to Hydrophilic Nanoporous Space" Y. Ohata, H. Kamebuchi, K. Watanabe, T. Kouchi, Y. Suzuki, T. Imaizumi, T. Sugaya, M. Mizuno, and M. Tadokoro, Chem. Select, 4, 6627-6633 (2019).
    DOI: 10.1002/slct.201901733
  2. "Synthesis and electrochromic behavior of a multielectron redox-active N-heteroheptacenequinone" K. Isoda, M. Matsuzaka, T. Sugaya, T. Yasuda and M. Tadokoro, Org. Biomol. Chem., 17, 7884-7890 (2019).　プレリリース・カバーピクチャー
    DOI: 10.1039/C9OB01323G
  3. "Proton Conduction Inhibited by Xe Hydrates in the Water Nanotube of the Molecular Porous Crystal {{[RuIII(H2bim)3](TMA)}2·mH2O}n" H. Matsui, T. Sasaki, and M. Tadokoro, J. Phys. Chem.C, 123, 20413-20419 (2019).
    DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b05779
  4. "Photo‐Modification of Melanin by a Mid‐infrared Free‐electron Laser" T. Kawasaki, A. Sato, Y. Tominaga, Y. Suzuki, T. Oyama, M. Tadokoro, K. Tsukiyama, K. Nokihara, H. Zen, Photochemistry and Photobiology, 95, 946-950 (2019).
    DOI: 10.1111/php.13079
  5. "Dynamic Water Nanotube Cluster Stabilized in Molecule-Based Hydrophilic Nanoporous Crystal with New Organic Spacers" Y. Ohata, K. Takaya, T. Sugaya, H. Kamebuchi, M. Tadokoro, Bull. Chem. Soc. Jap., 2019, 92, 655-660.
    DOI: 10.1246/bcsj.20180376
  6. "Evidence of Proton-Coupled Mixed-Valency by Electrochemical Behavior on Transition Metal Complex Dimers Bridged by two Ag+ Ions" M. Tadokoro, K. Isogai, S. Harada, T. Kouchi, T. Yamane, T. Sugaya, H. Kamebuchi, Dalton Trans., 2018, 48, 535-548.
    DOI: 10.1039/c8dt03962c
関連ウェブサイト
連絡先
tadokoro@rs.kagu.tus.ac.jp