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内在性細孔を持つイオン性結晶を用いた格子欠陥誘起型ソフトクリスタルの創製

Publicly Offered Research

Project AreaSoft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering
Project/Area Number 18H04511
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

酒田 陽子  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70630630)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsマクロサイクル / 自己集合 / イオン性結晶 / キノキサリン
Outline of Annual Research Achievements

蒸気などの弱いマクロ刺激で相転移を生じるソフトクリスタルの創製において、元々穴の空いた剛直な環状分子を弱い相互作用により連結した多孔性結晶の作成は有用なストラテジーとなり得る。本研究では、自由回転ができない堅い骨格を有するベルト状自己集合型金属錯体「メタロナノベルト」を合成し、これを様々な非共有結合性の相互作用で連結することで、蒸気などの外部刺激に対して応答しやすい内在性細孔を持つソフトクリスタルを創製することを目的として研究を行った。令和元年度は、平成30年度に構築したメタロナノベルトをソフトクリスタルのビルディグブロックに用いるために、自在官能基化の手法を確立した。トリプチセンから二段階で合成可能なヘキサアミノトリプチセンを共通の前駆体とし、多様な1,2-ジケトン類と反応させることで、キノキサリン骨格形成を鍵反応とし、様々な官能基を有する屈曲型配位子を合成した。さらにこれら配位子を用いて官能基化されたメタロナノベルトを効率的に形成した。特に、金属配位部位であるピリジル基やメタロナノベルト骨格と多点水素結合を形成するトリエチレングリコール鎖などの相互作用部位を導入したメタロナノベルトの構築に成功した。今後これらの相互作用部位を足場としてソフトクリスタルを戦略的に創製できると期待される。
さらに、回転運動や並進運動などの動的特性を有するロタキサンを結晶内に組み込むことによっても新たなソフトクリスタルの創製にも挑んだ。ビオロゲン誘導体を軸分子、クラウンエーテル誘導体を輪分子として様々な組み合わせを試みた結果、ジフェニルビオロゲンとDB24C8との組み合わせにおいて[3]擬ロタキサンが協同的に形成することを発見した。その相互作用の詳細について明らかにするために、現在検討を行っている。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 2 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Control of Guest Binding Kinetics in Macrocycles and Molecular Cages2020

    • Author(s)
      Shigehisa Akine, and Yoko Sakata
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 49 Issue: 4 Pages: 428-441

    • DOI

      10.1246/cl.200017

    • NAID

      130007828850

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      2019 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Functionalized metallonanobelt derivatives having quinoxaline scaffold prepared from a common precursor2019

    • Author(s)
      Sakata Yoko、Furukawa Yoshiki、Akine Shigehisa
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 60 Issue: 31 Pages: 2049-2053

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2019.06.057

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  • [Journal Article] Switching of Recognition First and Reaction First Mechanisms in Host-Guest Binding Associated with Chemical Reactions2019

    • Author(s)
      Sakata Yoko、Tamiya Munehiro、Okada Masahiro、Akine Shigehisa
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Issue: 39 Pages: 15597-15604

    • DOI

      10.1021/jacs.9b06926

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  • [Journal Article] ON/OFF Control of the Flipping Motion of Diuranyl Bis(Salophen) Macrocycle by Extremely Strong Binding with Fluoride Ion2019

    • Author(s)
      Cametti Massimo、Sakata Yoko、Marti-Rujas Javier、Akine Shigehisa
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 58 Issue: 21 Pages: 14871-14875

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b02587

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  • [Journal Article] Ligand Exchange Strategy for Tuning of Helicity Inversion Speeds of Dynamic Helical Tri(saloph) Metallocryptands2019

    • Author(s)
      Sakata Yoko、Chiba Shunsuke、Miyashita Masato、Nabeshima Tatsuya、Akine Shigehisa
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 25 Issue: 12 Pages: 2962-2966

    • DOI

      10.1002/chem.201805799

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    • Author(s)
      Ogoshi, T.; Hamada, Y.; Sueto, R.; Sakata, Y.; Akine, S.; Moeljadi, A. M. P.; Hirao, H.; Kakuta, T.; Yamagishi, T.; Mizuno, M.
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 25 Issue: 10 Pages: 2497-2502

    • DOI

      10.1002/chem.201805733

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  • [Journal Article] Molecular weight fractionation by confinement of polymer in one-dimensional pillar[5]arene channels2019

    • Author(s)
      Ogoshi, T.; Sueto, R.; Yagyu, M.; Kojima, R.; Kakuta, T.; Yamagishi, T.; Doitomi, K.; Tummanapelli, A. K.; Hirao, H.; Sakata, Y.; Akine, S.; Mizuno, M.
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 479-479

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08372-1

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  • [Journal Article] Metallonanobelt: A Kinetically Stable Shape-Persistent Molecular Belt Prepared by Reversible Self-Assembly Processes2018

    • Author(s)
      Sakata Yoko、Yamamoto Ryoichi、Saito Daiki、Tamura Yuko、Maruyama Keisuke、Ogoshi Tomoki、Akine Shigehisa
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 57 Issue: 24 Pages: 15500-15506

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b02804

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  • [Presentation] 協同的錯形成によるジフェニルビオロゲンを軸成分に含む[3]擬ロタキサンの選択的形成2020

    • Author(s)
      小倉岳哉・酒田陽子・秋根茂久
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  • [Presentation] Pd(II)-フェニレンジアミン錯体部位を軸成分として有する動的ロタキサンの構築2020

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      日比敏博・酒田陽子・秋根茂久
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      日本化学会 第100春季年会
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  • [Presentation] キノキサリン骨格を有する屈曲型配位子を用いた二核錯体と官能基化メタロナノベルトの選択的構築2020

    • Author(s)
      古川喜章・酒田陽子・秋根茂久
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      日本化学会 第100春季年会
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  • [Presentation] Construction of expanded nanotubes via supramolecular assembly of pillar[5]arenes2020

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      Shixin FA, Yoko Sakata, Shigehisa Akine, Tomoki Ogoshi
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      日本化学会 第100春季年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] キノキサリン骨格を有する屈曲型配位子を用いた官能基化メタロナノベルトの構築2019

    • Author(s)
      古川喜章・酒田陽子・秋根茂久
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      第17回 ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 協同効果を利用したジフェニルビオロゲン骨格を軸分子に含む[3]ロタキサンの選択的合成2019

    • Author(s)
      小倉岳哉・酒田陽子・秋根茂久
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      第17回 ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Chiral Guest Recognition Behaviour of a Pentanuclear Metallonanobelt Constructed by Template-Directed Self-Assembly of a Triptycene-Based Ligand2019

    • Author(s)
      Yoko Sakata, Ryoichi Yamamoto, Daiki Saito, Shigehisa Akine
    • Organizer
      Chirality2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 環状コバルト(III)二核メタロホストの開閉機構を利用したゲスト認識挙動の制御2019

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      酒田陽子・長島弘樹・岡田征大・秋根茂久
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  • [Presentation] ジフェニルビオロゲンとクラウンエーテルの協同的錯形成を利用した[3]ロタキサンの選択的形成2019

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      小倉岳哉・酒田陽子・秋根茂久
    • Organizer
      第 30 回基礎有機化学討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] キノキサリン骨格を有する屈曲型配位子により構築される官能基化メタロナノベルト2019

    • Author(s)
      古川喜章・酒田陽子・秋根茂久
    • Organizer
      錯体化学会 第69回討論会
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  • [Presentation] Construction of New Shape-Persistent Metallomacrocycle, Metallonanobelt, and Its Unique Properties2019

    • Author(s)
      Yoko Sakata
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      7th Asian Conference on Coordination Chemistry
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  • [Presentation] 合成系から見た分子集合体の機能創製-超分子材料2019

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      酒田陽子
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      日本化学会 第99春季年会
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      Yoko Sakata
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  • [Presentation] キノキサリン骨格を金属配位部位として導入した新規メタロナノベルトの構築2018

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      古川喜章・酒田陽子・秋根茂久
    • Organizer
      第16回 ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
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  • [Presentation] Shape-Persistent Pentanuclear Metallonanobelt Constructed by Template-Directed2018

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      Yoko Sakata, Ryoichi Yamamoto, Daiki Saito, Shigehisa Akine
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      錯体化学会 第68回討論会
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  • [Presentation] Metallonanobelt: A Sufficiently Inert Shape-Persistent Molecular Belt Prepared by Reversible Self-Assembly Processes2018

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      Yoko Sakata, Ryoichi Yamamoto, Daiki Saito, Shigehisa Akine
    • Organizer
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
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  • [Presentation] Nonlinear Time Response and Lock Effect in Racemization of Helical Cobalt(III) Metallocryptands Induced by Amine Ligand Exchange2018

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      Shunsuke Chiba, Yoko Sakata, Shigehisa Akine
    • Organizer
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
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  • [Presentation] 三重らせん型錯体のヘリシティー変化における非線形時間応答とロック効果2018

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  • [Presentation] 自由回転可能な部位を持たない剛直なメタロナノベルトの合成2018

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      酒田陽子・秋根茂久
    • Organizer
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    • Invited
  • [Book] 次世代のポリマー・高分子開発、新しい用途展開と将来展望2019

    • Author(s)
      酒田陽子、秋根茂久
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      (株)技術情報協会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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