円筒型分子の配位プログラミングによるチューブ状超構造体の構築と物質移動

• Project Area: Coordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices
• Project/Area Number: 22108505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 秋根 茂久 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (30323265)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2011: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2010: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 超分子化学 / ナノチューブ / 自己集合 / 金属錯体 / 分子認識 / 大環状分子

Research Abstract

本研究では、新規なハイブリッド型金属錯体ナノチューブの構成要素となり得る円筒型有機配位子の合成とその錯形成について研究を行った。一定の径や長さをもつ円筒型分子を合成し、これを配位プログラミング的に複数の金属と錯形成させることで、新規な連結型の金属錯体ナノチューブの合成が可能になると期待される。
前年度に、大量合成の容易なカリックス[6]アレーンを基本骨格とする円筒型の多座配位子の合成を行っており、本年度はこの円筒型配位子と各種金属イオンとの錯形成を検討した。その結果、パラジウム(II)との錯形成で配位ポリマーが効率よく生成することが明らかとなった。
また、ビルディングブロックとして白金(II)を含むボックス型骨格の形成についても検討を進めてきた。キノフフェナントロリン部位をもつ配位子と白金(II)の錯形成により定量的に得られるボックス型2:2錯体が、甲状腺ホルモンT3,T4の部分構造である2-ヨードフェノールや2,6-ジヨードフェノール等をはじめとしたヨードアレーン類の高選択的レセプターとして機能することを初めて見いだした。
また本年度は新たに、ビスペンチプチセン型円筒状分子の合成も行った。ペンチプチセンは複数の芳香環を剛直な骨格により連結した構造をもつため、変形しにくい円筒状構造を作るのに適している。アントラセン誘導体とベンゾキノンとの反応により、部分骨格となるテトラヒドロキシペンチプチセンを合成した。これとρ-フェニレンジボロン酸の反応により、剛直な円筒状の骨格をもつ2:2環化体をほぼ定量的に合成できること見いだした。

Research Products

• [Journal Article] Novel Ion Recognition Systems Based on Cyclic and Acyclic Oligo(salen)-type Ligands (2012)
  • Author(s): Akine, S.
  • Journal Title: J.Inclusion Phenom.Macrocycl.Chem. Volume: 72 Issue: 1-2 Pages: 25-54
  • DOI: 10.1007/s10847-011-0026-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multistep Oligometal Complexation of the Macrocyclic Tris(N_2O_2) Hexaoxime Ligand (2011)
  • Author(s): Akine, S.; Sunaga, S.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Chem.Eur.J. Volume: 17 Issue: 24 Pages: 6853-6861
  • DOI: 10.1002/chem.201100122
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nuclearity Control of a Trisaloph Zinc Cluster Complex Dependent on Minute Structural Differences in the Bridging Anions (2011)
  • Author(s): Yamamura, M.; Miyazaki, H.; Iida, M.; Akine, S.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Inorg.Chem. Volume: 50 Issue: 12 Pages: 5315-5317
  • DOI: 10.1021/ic2002833
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Highly Cooperative Double Metalation of a Bis(N_2O_2) Ligand Based on Bipyridine-Phenol Framework Driven by Intramolecular π-Stacking of Square Planar Nickel(II) Complex Moieties (2011)
  • Author(s): Akine, S.; Shimada, T.; Nagumo, H.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: 40 Issue: 34 Pages: 8507-8509
  • DOI: 10.1039/c1dt10124b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Molecular Leverage for Helicity Control and Helix Inversion (2011)
  • Author(s): Akine, S.; Hotate, S.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. Volume: 133 Issue: 35 Pages: 13868-13871
  • DOI: 10.1021/ja205570z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Remarkably Selective Recognition of Iodobenzene Derivatives by a Macrocyclic Bis-Pt^<II> Metallohost (2011)
  • Author(s): Trokowski, R.; Akine, S; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Chem.Eur.J. Volume: 17 Issue: 51 Pages: 14420-14428
  • DOI: 10.1002/chem.201101650
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spontaneous enrichment of one-handed helix by dissolution of quasiracemic crystals of a tetranuclear single helical complex (2011)
  • Author(s): Akine, S.; Hotate, S.; Matsumoto, T.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Chem.Commun. Volume: 47 Pages: 2925-2927
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of acyclic tetrakis- and pentakis(N_2O_2) ligands for single-helical heterometallic complexes with a greater number of winding turns (2011)
  • Author(s): Akine, S.; Matsumoto, T.; Sairenji, S.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Supramol.Chem. Volume: 23 Pages: 106-112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Wheel-Shaped Er^<III>Zn^<II>3 Single-Molecule Magnet : A Macrocyclic Approach to Designing Magnetic Anisotropy (2011)
  • Author(s): Yamashita, A.; Watanabe, A.; Akine, S.; Nabeshima, T.; Nakano, M.; Yamamura, T.; Kajiwara, T.
  • Journal Title: Angew.Chem., Int.Ed. Volume: 50 Pages: 4016-4019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Highly cooperative double metalation of a bis(N_2O_2) ligand based on bipyridine-phenol framework driven by intramolecular π-stacking of square planar nickel(II) complex moieties (2011)
  • Author(s): Akine, S.; Shimada, T.; Nagumo, H.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-step Oligometal Complexation of Macrocyclic Tris(N_2O_2)Hexaoxime Ligand (2011)
  • Author(s): Akine, S.; Sunaga, S.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Chem.Eur.J Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Ag^+-selective dipalladium(II) metallohost based on O-alkyloximebis(N_2SO) ligands (2010)
  • Author(s): Akine, S.; Akimoto, A.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Phosphorus Sulfur Silicon Relat.Elem. Volume: 185 Pages: 1000-1007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dinuclear complexes of the N_2O_2 oxime chelate ligand with zinc(II)-lanthanide(III) as a selective sensitization system for Sm^<3+> (2010)
  • Author(s): Akine, S.; Utsuno, F.; Taniguchi, T.; Nabeshima, T.
  • Journal Title: Eur.J.Inorg.Chem. Pages: 3143-3152
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヘキサ-peri-ヘキサベンゾコロネン骨格をもつ新規な大環状化合物の合成とそのゲスト認識 (2012)
  • Author(s): 小沼孝大・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学,横浜
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Presentation] 直線状YbZn_2,ホイール状YbZn_3多核錯体における磁気異方性と遅い磁化緩和 (2012)
  • Author(s): 日野志織・前田萌絵・山下愛花・片岡悠美子・梶原孝志・秋根茂久・鍋島達弥・中野元裕・山村朝雄
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学,横浜
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Presentation] 金属イオン結合部位を導入したペンタセンキノンの合成と性質 (2012)
  • Author(s): 高槻百合・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学,横浜
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] 3つのsaloph部位を持つ新規なクリプタンド型配位子の合成 (2012)
  • Author(s): 宮下真人・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学,横浜
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] らせん型メタロフォルダマーの金属交換によるヘリシティー反転 (2012)
  • Author(s): 西連地志穂・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学,横浜
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] ペンチプチセン誘導体の自己集合による新規な環状化合物の合成 (2012)
  • Author(s): 草間大輔・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第92春季年会
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学,横浜
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] Strategic and Dynamic Helicity Control of Single-Helical Metal Complexes (2012)
  • Author(s): Shigehisa Akine
  • Organizer: 2nd International Symposium on Creation of Functional Materials-Coordination Chemistry at the Front-
  • Place of Presentation: 筑波大学大学会館,Tsukuba,Japan(招待講演)
  • Year and Date: 2012-02-09
• [Presentation] Conformational Conversion of Calix[6]arenes Having Electron-donating Groups by Recognition of a Bipyridinium Salt (2012)
  • Author(s): Daisuke Kusama, Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: 2nd International Symposium on Creation of Functional Materials-Coordination Chemistry at the Front-
  • Place of Presentation: 筑波大学大学会館,Tsukuba,Japan
  • Year and Date: 2012-02-09
• [Presentation] Induced-fit Recognition of Electron-poor Organic Guest by Calix[6]arenes Having Electron-donating Groups (2011)
  • Author(s): Daisuke Kusama, Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: 1st International Symposium on Creation of Functional Materials-Hybridization between Main Group Element Chemistry and II-Electron Chemistry
  • Place of Presentation: 筑波大学大学会館,Tsukuba,Japan
  • Year and Date: 2011-12-17
• [Presentation] 動的特性を持つらせん型錯体の合成・機能とヘリシティー制御 (2011)
  • Author(s): 秋根茂久
  • Organizer: 若手の会関東支部2011年度後期勉強会
  • Place of Presentation: 東京大学,東京(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-26
• [Presentation] 大環状サレン型配位子上における金属多核錯体の形成と架橋アニオン交換による精密構造制御 (2011)
  • Author(s): 山村正樹・飯田昌也・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 第22回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場,つくば
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] ペンチプチセン骨格を有する新規な環状化合物の設計と合成 (2011)
  • Author(s): 草間大輔・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 第22回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場,つくば
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] ホイール状LnZn_3四核錯体における単分子磁石特性発現の希土類金属依存性 (2011)
  • Author(s): 山下愛花・渡辺明子・片岡悠美子・梶原孝志・秋根茂久・鍋島達弥・中野元裕・山村朝雄
  • Organizer: 錯体化学会第61回討論会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学,岡山
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] 分子てこ機構を活用した亜鉛(II)-ランタン(III)四核らせん型錯体のヘリシティー制御 (2011)
  • Author(s): 秋根茂久・保立さやか・鍋島達弥
  • Organizer: 錯体化学会第61回討論会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学,岡山
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] キラルカルボン酸の配位による一重らせん型三核錯体の動的ヘリシティー制御 (2011)
  • Author(s): 秋根茂久・保立さやか・鍋島達弥
  • Organizer: 第5回バイオ関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場,つくば
  • Year and Date: 2011-09-12
• [Presentation] ヘキサ-peri-ヘキサベンゾコロネン骨格をもつ新規な大環状配位子の設計と合成 (2011)
  • Author(s): 小沼孝大・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第5回関東支部大会
  • Place of Presentation: 東京農工大学,小金井
  • Year and Date: 2011-08-30
• [Presentation] 電子供与基を有するカリックス[6]アレーンのゲスト認識による配座の制御 (2011)
  • Author(s): 草間大輔・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第5回関東支部大会
  • Place of Presentation: 東京農工大学,小金井
  • Year and Date: 2011-08-30
• [Presentation] Helicity control and dynamic helix inversion of single-helical zinc(II)-containing oligonuclear complexes (2011)
  • Author(s): Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: ISMSC 2011-International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
  • Place of Presentation: University of Sussex, Brighton, UK
  • Year and Date: 2011-07-03
• [Presentation] π共役大環状配位子上に集積させた金属クラスター錯体の動的構造制御 (2011)
  • Author(s): 山村正樹・飯田昌也・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 第7回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 広島大学,東広島
  • Year and Date: 2011-05-29
• [Presentation] Synthesis and formation of helically twisted stacking structure of helical dinuclear complexes (2011)
  • Author(s): Hiroki Nagumo, Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: The Third International Symposium on Interdisciplinary Materials Science(ISIMS-2011)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場,つくば
• [Presentation] Molecular Recognition of a Novel Cleft Host Bearing Terpyridine Platinum(II)Complexes (2011)
  • Author(s): Yuki Hasegawa, Masaki Yamamura, Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: The Third International Symposium on Interdisciplinary Materials Science(ISIMS-2011)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場,つくば
• [Presentation] Conformational Conversion of Calix[6]arenes Having Electron-donating Groups by Recognition of Electron Deficient Organic Guest (2011)
  • Author(s): Daisuke Kusama, Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: The Third International Symposium on Interdisciplinary Materials Science(ISIMS-2011)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場,つくば
• [Presentation] ビアリール基を有するらせん型パラジウム二核錯体の合成とその積層構造の形成 (2011)
  • Author(s): 南雲広樹・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学,横浜
• [Presentation] クリプタンド型トリス(saloph)配位子を持つ三核メタロホストの合成とゲスト認識 (2011)
  • Author(s): 朴順今・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学,横浜
• [Presentation] テルピリジン白金(II)錯体からなる新規クレフトホストの合成と分子認識能 (2011)
  • Author(s): 長谷川裕希・山村正樹・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学,横浜
• [Presentation] 電子供与基を有するカリックス[6]アレーンの有機ゲスト認識による配座変換 (2011)
  • Author(s): 草間大輔・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学,横浜
• [Presentation] ホイール状LnZn_3四核錯体における単分子磁石特性発現の希土類金属依存性 (2011)
  • Author(s): 山下愛花・渡辺明子・梶原孝志・秋根茂久・鍋島達弥・中野元裕・山村朝雄
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学,横浜
• [Presentation] ヘキサ-peri-ヘキサベンゾコロネン骨格をもつ新規な配位子の合成と錯形成 (2011)
  • Author(s): 小沼孝大・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学,横浜
• [Presentation] 協同的錯形成によるらせん構造の構築と動的機能の創出 (2010)
  • Author(s): 秋根茂久
  • Organizer: 理研シンポジウム「第11回分析・解析技術と化学の最先端」
  • Place of Presentation: 理化学研究所,和光(招待講演)
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] Synthesis and Dynamic Helicity Control of Single-helical Tri- and Tetranuclear Complexes Derived from a Series of Acyclic Oligooxime Ligands (2010)
  • Author(s): Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: 5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂,奈良
• [Presentation] Induced-fit Recognition of Electron-poor Organic Guest by Conformationally Flexible Calix[6]arene Having Electron-donating Groups (2010)
  • Author(s): Daisuke Kusama, Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: 5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂,奈良
• [Presentation] Helicity Control of Single-Helical Tri- and Tetranuclear Complexes Derived from Acyclic Oligooxime Ligands (2010)
  • Author(s): Shigehisa Akine, Sayaka Hotate, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: Joint Symposium of Post 5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry and The 6th Symposium on Host-Guest Chemistry
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター,大阪
• [Presentation] Magnetic Anisotropy Designed SMM Including Er(III)Ion (2010)
  • Author(s): Aika Yamashita, Akiko Watanabe, Takashi Kajiwara, Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima, Motohiro Nakano, Tomoo Yamamura
  • Organizer: 60th Anniversary Conference on Coordination Chemistry in OSAKA
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター,大阪
• [Presentation] Helix inversion and helicity control of single-helical zinc(II)-lanthanum(III) oligonuclear complexes (2010)
  • Author(s): Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima
  • Organizer: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • Place of Presentation: Nonolulu, Hawaii, USA
• [Presentation] Magnetic anisotropy designed SMM including Er(III)ion (2010)
  • Author(s): Aika Yamashita, Akiko Watanabe, Takashi Kajiwara, Shigehisa Akine, Tatsuya Nabeshima, Motohiro Nakano, Tomoo Yamamura
  • Organizer: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, USA
• [Presentation] トリフェニルアミン骨格を持つトリポダンドおよびクリプタンド配位子の合成と錯形成 (2010)
  • Author(s): 朴順今・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第4回関東支部大会
  • Place of Presentation: 筑波大学,つくば
• [Presentation] Trisaloph配位子を用いた新規亜鉛六核錯体の合成と動的挙動 (2010)
  • Author(s): 飯田昌也・宮崎隼人・山村正樹・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第4回関東支部大会
  • Place of Presentation: 筑波大学,つくば
• [Presentation] 新規Pt^<II>クレフトホストの合成と芳香族ゲスト認識能 (2010)
  • Author(s): 長谷川裕希・山村正樹・秋根茂久・鍋島達弥
  • Organizer: 日本化学会第4回関東支部大会
  • Place of Presentation: 筑波大学,つくば
• [Presentation] 一重らせん型亜鉛(II)-ランタニド(III)錯体のらせん反転と動的ヘリシティー制御 (2010)
  • Author(s): 秋根茂久・保立さやか・鍋島達弥
  • Organizer: 第60回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター,大阪