三次元空孔を持つ自己集合性Pd錯体の機能発現

• Project/Area Number: 14740346
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Organic chemistry
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology (2003-2004); The University of Tokyo (2002)
• Principal Investigator: 楠川 隆博 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (70300720)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 自己集合 / パラジウム / 三次元空孔 / Diels-Alder反応

Research Abstract

平成16年度は、これまで行ってきた三次元錯体中での化学反応が骨格を形成するPdの触媒作用に起因するか否かを調べる目的で、遷移金属を骨格内に含まない水溶性カプセルめ構築を行った。カプセル分子の構築方法としては、カチオン性のアミン塩酸塩とアニオン性のホスホン酸塩との反応を用いた。カプセルの形成は、1H-NMRスペクトル、DOSY-NMR、ESI-Massにより確認した。水溶性カプセルの内部空間で化学反応を行うのが最終目的であるので、内部空間を大きくするために、カリックスアレーンを基本骨格に持つホスホン酸を合成し、より大きな内部空間を持つ水溶性三次元カプセルの構築も行った。このカプセルの構造決定についても同様にDOSY-NMR、ESI-Massにより行った。このより大きなカプセル分子が形成される過程を調べるために、滴定実験を行ったところ、カプセル形成後にはホスホン酸のアルキル鎖の高磁場シフトが観測されるため、ホスホン酸上のアルキル鎖が内部空間に取り込まれた状態でカプセルが形成されている事を明らかにした。次にこの得られた水溶性カプセルへのゲスト分子の包接を検討したところ、ゲスト分子がカプセル内に包接され、カプセル内にあったホスホン酸のアルキル鎖が、ゲスト分子と置き変わり、アルキル鎖が低磁場シフトするという興味ある知見を得た。本研究成果は日本化学会第85回春季年会で発表予定である。

Research Products

• [Journal Article] Endohedral Clusterization of Ten Water Molecules into a "Molecular Ice" within the Hydrophobic Pocket of a Self-Assembled Cage. (2005)
  • Author(s): Michito Yoshizawa
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 127 Pages: 2798-2798
• [Journal Article] Remarkable Acceleration of Diels-Alder Reactions in a Self-Assembled Coordination Cage. (2003)
  • Author(s): Takahiro Kusukawa
  • Journal Title: Chemistry Letters 32 Pages: 284-284
  • NAID: 10012814997
• [Journal Article] 水中に有機分子を取り込む自己集合性三次元錯体-新しい水中有機合成への応用- (2003)
  • Author(s): 楠川 隆博
  • Journal Title: 化学と工業 56 Pages: 113-113
  • NAID: 10011837507
• [Journal Article] A Self-Assembled M_6L_4-type Coordination Nanocage with 2,2'-Bipyridine Ancillary Ligands. (2002)
  • Author(s): Takahiro Kusukawa
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 124 Pages: 13576-13576
• [Publications] T.Kusukawa, T.Nakai, T.Okano, M.Fujita: "Remarkable Acceleration of Diels-Alder Reactions in a Self-Assembled Coordination Cage."Chem.Lett.. 32. 284-285 (2003)
• [Publications] S.Tashiro, M.Tominaga, T.Kusukawa, M.Kawano, S.Sakamoto, K.Yamaguchi, M.Fujita: "Pd^<II>-Directed Dynamic Assembly of a Dodecapyridine Ligand into End-Capped and Open Tubes : The Importance of Kinetic Control in Self-Assembly."Angew.Chem.Int.Ed.. 42. 3267-3270 (2003)
• [Publications] K.Kumazawa, K.Biradha, T.Kusukawa, T.Okano, M.Fujita: "Multicomponent Assembly of a Pyrazine-Pillared Coordination Cage That Selectively Binds Planar Guests by Intercalation."Angew.Chem.Int.Ed.. 42. 3909-3913 (2003)
• [Publications] 楠川隆博: "水中に有機分子を取り込む自己集合性三次元錯体 -新しい水中有機合成への応用-"化学と工業. 56巻・2号. 113-116 (2003)
• [Publications] W.-Y.Sun, M.Yoshizawa, T.Kusukawa, M.Fujita: "Multicomponent matal-ligand self-assembly."Current Opinion in Chemical Biology. 6. 757-764 (2003)
• [Publications] T.Kusukawa, T.Nakai, T.Okano, M.Fujita: "Remarkable Acceleration of Diels-Alder Reactions in a Self-Assembled Coordination Cage"Chemistry Letters. 32・3. 284-285 (2003)
• [Publications] T.Kusukawa, M.Fujita: "Self-Assembled M_6L_4-type Coordination Nanocage with 2, 2'-Bipyridine Ancillary Ligands"Journal of the American Chemical Society. 124・45. 13576-13582 (2003)
• [Publications] W.-Y.Sun, T.Kusukawa, M.Fujita: "Electrochemically Driven Molecule Motions of Ferrocene and its Derivatives insideoutside of a Nanometer-Sized Coordinatoin Cage"Journal of the American Chemical Society. 124・45. 11570-11571 (2002)
• [Publications] M.Yoshizawa, T.Takeyama, T.Kusukawa, M.Fujita: "Cavity-Directed, Highly Stereoselective [2+2] Photodimerization of Olefins within Self-Assembled Coordination Cage"Angewante Chemie International Edition. 41・8. 1347-1349 (2002)