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Construction of nanospace for the recognition of asymmetric molecules using aliphatic polyimine ligands

Publicly Offered Research

Project AreaCoordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules
Project/Area Number 17H05347
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

猪熊 泰英  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80555566)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords錯体 / 分子認識 / 配位ネットワーク / 錯体化学 / 結晶構造解析 / 単結晶X線構造解析 / 超分子 / 自己組織化 / 配位高分子
Outline of Annual Research Achievements

脂肪族ポリカルボニル化合物から誘導される柔軟な多座配位子である脂肪族ポリイミン配位子を用いて、自己組織化錯体の合成と構造制御に成功した。原料となる脂肪族ポリカルボニル化合物を単分散で最大C100の長さ、アセチルアセトン単量体を基準にして20量体まで合成することに成功したことで、脂肪族ポリイミン配位子も最大で40個のイミン部位をもつ長さ約13 nmのものまで合成することができた。これらの脂肪族ポリイミン配位子(2量体)を用いて、パラジウムイオンとの自己集合を行ったところ、配位部位であるイソピラゾール環(ジイミン)上で、パラジウムイオンの当量に応じた段階的な配位結合形成が起こることを見出した。そこで、パラジウムイオンの厳密な当量変化と濃度によるエントロピー制御を組み合わせることで、同じ金属塩と有機配位子の組み合わせから、3つの異なる単分散構造をつくり出すことができた。この手法をさらに長鎖の4量体に適用したところ、構造が収束する当量比と金属:配位子比率を予測しながら自己組織化錯体をつくり出すことができた。また、脂肪族ポリイミン配位子(2量体)が2分子とパラジウムイオン3つから成る錯体では内部に小さいながらも空孔を有しており、分子認識場として使える可能性が示された。
実用的な分子認識場の構築は、脂肪族ポリイミン配位子(2量体)とニッケルイオンによって達成できた。ここでは、塩化ニッケルとの錯形成により、配位子3:ニッケル3のプロペラキラリティーを有するカチオン性錯体が得られた。この錯体は、キラルアニオンの認識に有効なボウル型形状をしていることが単結晶X線構造解析から分かった。この化合物を共結晶化やHPLCなどにより光学分割することを試みたが、分離ができなかったため、配位子に不斉部位を持つ置換基を導入し、ジアステレオマーの精製を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Control over coordination self-assembly of flexible, multidentate ligands by stepwise metal coordination of isopyrazole subunits2019

    • Author(s)
      Yoshiko Ashida, Yumehiro Manabe, Shota Yoshioka, Tomoki Yoneda, Yasuhide Inokuma
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 48 Issue: 3 Pages: 818-822

    • DOI

      10.1039/c8dt04935a

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 51.Oligoacetylacetones as Shapable Carbon Chains and Their Transformation to Oligoimines for Construction of Metal-organic Architectures2018

    • Author(s)
      Mitsuharu Uesaka, Yuki Saito, Shota Yoshioka, Yuya Domoto, Makoto Fujita, Yasuhide Inokuma
    • Journal Title

      Communications Chemistry

      Volume: 印刷中 Issue: 1 Pages: 23-23

    • DOI

      10.1038/s42004-018-0021-3

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 50.Chiral Crystalline Sponges for the Absolute Structure Determination of Chiral Guests2017

    • Author(s)
      KaKing Yan, Ritesh Dubey, Tatsuhiko Arai, Yasuhide Inokuma, Makoto Fujita
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 139 Issue: 33 Pages: 11341-11344

    • DOI

      10.1021/jacs.7b06607

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Shapable Aliphatic Chains for Molecular Coiling2018

    • Author(s)
      Yasuhide Inokuma
    • Organizer
      11.The 14th Hokkaido University-Nanjing University-NIMS/MANA Joint Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] カルボニルひもを用いた 分子作り2018

    • Author(s)
      猪熊泰英
    • Organizer
      18.H30錯体化学若手の会 北陸支部勉強会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] カルボニルひも ー着想と合成、これからの展開ー2018

    • Author(s)
      猪熊泰英
    • Organizer
      17.統合物質創製化学研究推進機構(IRCCS)第二回若手の会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 高密度にカルボニル基を有する脂肪族ポリケトン上での 効率的ジケトン変換反応2018

    • Author(s)
      齋藤 結大 ・吉岡 翔太 ・猪熊 泰英
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] オリゴピラゾール配位子の求心的および発散的相互作用点を利用 した金属錯体の合成2018

    • Author(s)
      上坂 光晴 ・ 吉岡 翔太 ・ 猪熊 泰英
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 柔軟な構造を有するオリゴイソピラゾール配位子の自己組織化 挙動の検討2018

    • Author(s)
      芦田記子・吉岡翔太・猪熊泰英
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリカルボニル化合物、その誘導体及びそれらの製造方法2019

    • Inventor(s)
      猪熊泰英、吉岡翔太、上坂光晴、齋藤結大、芦田記子
    • Industrial Property Rights Holder
      猪熊泰英、吉岡翔太、上坂光晴、齋藤結大、芦田記子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] イソピラゾール化合物及びそれを含む錯体2018

    • Inventor(s)
      猪熊泰英、吉岡翔太、上坂光晴、芦田記子
    • Industrial Property Rights Holder
      猪熊泰英、吉岡翔太、上坂光晴、芦田記子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-017420
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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