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Development of external stimuli responsible metal complex assembly based on nucleobase pair formation

Research Project

Project/Area Number 15J11333
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

仲谷 学  熊本大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsコバルト / 銅 / 核酸塩基 / 分子集積 / コバルト錯体 / 塩基対形成 / 超分子 / 金属錯体 / 共結晶
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、これまでの単核錯体から、一次元錯体へ分子設計の幅を広げ、核酸塩基であるアデニン(A)およびチミン(T)を導入することを試みた。元性を有する錯体への核酸塩基の導入は、核酸塩基の導入位置や数を調整することで、分子の集積方向を制御することに繋がり、分子集積に異方性を加えることが可能となる。
本研究では、アデニンおよびチミンそれぞれにカルボン酸を導入したA-C2-COOHおよびT-C2-COOHを合成 し、銅イオンを用いて錯体合成を行った。架橋配位子として4,4'-ビピリジン(bpy)を用いることで一次元錯体 の合成を行った。拡散法を用いることで単結晶を得ることに成功し、[Cu2(R-C2-COO)4](bpy)2の組成を有している ことが分かった。ここでは、カルボン酸架橋された銅2核錯体がビピリジンで一次元に連なった相互倣合(CID) 型構造を形成していることがわかった。さらにこの一次元錯体は隣接する分子と塩基対を形成することで集積化 していた。対照実験として核酸塩基を導入しない場合およびビピリジンを導入しない場合においても錯体合成も 行った。核酸塩基を導入しない場合においてもどピリジン架橋の一次元錯体が得られたが、集積方向はランダム であった。一方、ビピリジンを導入しない場合でも、銅2核錯体が得られ、分子は核酸塩基の水素結合によって 集積していたが、集積方向はランダムであった。すなわち、核酸塩基を導入したビピリジン架橋によるCID型錯 体においてのみ一次元構造が同一方向に配列した集積構造を作ることが明らかとなった。この設計指針を利用すれば、金属イオン種を様々に変えることで、磁気特性や誘電特性など物性の制御も期待できる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Supramolecular architectures self-assembled using long chain alkylated spin crossover cobalt(II) compounds2017

    • Author(s)
      Akiyoshi, R.; Kuroiwa, K.; Amolegbe, S. A.; Nakaya, M.; Ohtani, R.; Nakamura, M.; Lindoy, L. F.; Hayami, S.
    • Journal Title

      Chem. Commmun.

      Volume: in press Issue: 34 Pages: 4685-4687

    • DOI

      10.1039/c7cc01501a

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Molecular Assemblies of Metal Complexes via Base Pairing of Nucleic Acids in the Crystalline State2017

    • Author(s)
      Manabu Nakaya, Ryo Ohtani, Kunihisa Sugimoto, Masaaki Nakamura, Leonard F. Lindoy, Shinya Hayami
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: - Issue: 30 Pages: 7232-7237

    • DOI

      10.1002/chem.201700593

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Molecular Assemblies and Spin-Crossover Behaviour of Cobalt(II) Complexes with Terpyridine Incorporating Different Nitrogen Positions in Pyridine Rings2017

    • Author(s)
      Risa Nakahara, Manabu Nakaya, Jong Won Shin, Ryo Ohtani, Masaaki Nakamura, Shinya Hayami
    • Journal Title

      Aust. J. Chem.

      Volume: - Issue: 5 Pages: 494-494

    • DOI

      10.1071/ch16556

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Water-dependent charge-transfer-induced spin transition of a prussian blue analog2016

    • Author(s)
      H. Ohmagari, R. Ohtani, M. Nakaya, M. Ohba, M. Nakamura, L. F. Lindoy, S. Hayami
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 45 Issue: 42 Pages: 16784-16788

    • DOI

      10.1039/c6dt03474h

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Metal dilution effects on the reverse spin transition in mixed-crystals of type [Co1-xZnx(C16-terpy)2](BF4)2 (x = 0.1-0.7)2016

    • Author(s)
      R. Ohtani, S. Egawa, M. Nakaya, H. Ohmagari, M. Nakamura, L. F. Lindoy, S. Hayami
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 55 Issue: 7 Pages: 3332-3337

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b02582

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Molecular Designs for Enhancement of Polarity in Ferroelectric Soft Materials2015

    • Author(s)
      R. Ohtani, M. Nakaya, H. Ohmagari, M. Nakamura, K. Ohta, L. F. Lindoy, S. Hayami
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 16606-16606

    • DOI

      10.1038/srep16606

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crystal structure of bis[4'-(1,4,7,10-tetraoxa-13- azacyclopentadecan-13-yl)-2,2':6',2''-terpyridine]cobalt(III) tris(perchlorate) methanol monosolvate monohydrate2015

    • Author(s)
      H. Ohmagari, M. Nakaya, R. Ohtani, M. Nakamura, S. Hayami
    • Journal Title

      Act. Crys., E

      Volume: 71 Issue: 8 Pages: 997-999

    • DOI

      10.1107/s2056989015014164

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photoswitching of the dielectric property of salicylideneaniline2015

    • Author(s)
      K. Shimayama, M. R. Karim, S. A. Amolegbe, M. Nakaya, M. Nakamura, R. Ohtani, L. F. Lndoy, S. Hayami
    • Journal Title

      J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem.

      Volume: 82 Pages: 219-223

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct observation of low-temperature bistability in an iron(III) LIESST compound2015

    • Author(s)
      N. Saigo, Y. Sekimoto, M. Nakaya, R. Ohtani, M. Nakamura, S. Hayami
    • Journal Title

      J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem.

      Volume: 82 Pages: 225-228

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Isolation of Heteroleptic bis-terpyridine Cobalt(II) Complex as the Crystalline State through Base Pairing of Nucleobases2017

    • Author(s)
      Manabu Nakaya, Ryo Ohtani, Masaaki Nakamura, Shinya Hayami
    • Organizer
      日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular assembly of spin crossover complex via nucleobase pairs formation in the solids2017

    • Author(s)
      仲谷学、大谷亮、速水真也
    • Organizer
      錯体化学第67回討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Isolation of Heteroleptic bis-terpyridine Cobalt(II) Complex Constructed via Base Pairing of Nucleobases2017

    • Author(s)
      Manabu NAKAYA, Ryo OHTANI, Shinya HAYAMI
    • Organizer
      The 6th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC6)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 核酸塩基対形成による非対称 bis-terpyridine コバルト(II)錯体の結晶化2016

    • Author(s)
      仲谷 学、大谷 亮、中村政明、速水真也
    • Organizer
      錯体化学若手の会 九州・沖縄地区勉強会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-12-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Control of molecular arrangement of metal complexes via base pairing2016

    • Author(s)
      Manabu NAKAYA, Ryo OHTANI, Masaaki NAKAMURA, Shinya HAYAMI
    • Organizer
      錯体化学会第65回討論会
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2016-09-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and Magnetic property of cobalt(II) compounds with adenine and thymine substituents2016

    • Author(s)
      Manabu NAKAYA, Hitomi OHMAGARI, Ryo OHTANI, Masaaki NAKAMURA, Shinya HAYAMI
    • Organizer
      ICMM
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2016-09-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Top-down preparation of metal complex nanosheet by exfoliation method2016

    • Author(s)
      仲谷 学
    • Organizer
      2016 Kumamoto Symposium on Two Dimensional Nanomaterials
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2016-02-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structure and Magnetic Property of Co(II) Compounds with Adenine and Thymine Substituents2015

    • Author(s)
      仲谷 学、大曲仁美、大谷 亮、中村政明、速水真也
    • Organizer
      PacifiChem 2015
    • Place of Presentation
      ハワイ、ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アデニンおよびチミンを導入した金属錯体集積体の構築2015

    • Author(s)
      仲谷 学、大曲仁美、大谷 亮、中村政明、速水真也
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] アデニンおよびチミンを導入した金属錯体集積体の構築2015

    • Author(s)
      仲谷 学、大曲仁美、大谷 亮、速水真也
    • Organizer
      錯体化学若手の会 夏の学校2016
    • Place of Presentation
      ホテル セントコア山口、山口
    • Year and Date
      2015-08-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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