核酸塩基の自己組織化に基づく配位プログラムを活用した高次配列制御

• Project Area: Coordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices
• Project/Area Number: 24108722
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 森内 敏之 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60281119)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2013: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2012: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 核酸塩基 / ピンサー型配位子 / パラジウム錯体 / 自己組織化 / 配位プログラム / 配列制御 / 発光 / 触媒 / ピンサー型錯体 / 空間制御

Research Abstract

本研究では、相補的な水素結合能および不斉会合特性を有する核酸塩基の自己組織化に基づく配位プログラムにより発光特性や触媒能を有する機能性金属錯体の機能創発的な緻密配列制御を行い、本来の機能物質の機能を越えた、または全く別の機能を有する機能性超構造分子システムの創製を目的とする。本年度は昨年度の知見をもとに、ウラシル部位を有するピンサー型パラジウム錯体の設計合成と会合特性について検討を行った。
金属導入部位として、三座のNCNピンサー型配位子に着目した。ピンサー型配位子をウラシル誘導体に導入し、パラジウム塩と錯形成させることでウラシル部位を有するパラジウム錯体を合成した。得られたパラジウム錯体の補助配位子を変化させ、会合特性について検討を行った。パラジウム中心にアセトニトリルが配位したカチオン性パラジウム錯体Pd-MeCN、および水が配位したカチオン性パラジウム錯体Pd-H2Oの結晶構造では、ウラシル部位間での水素結合に基づく二量体の形成が確認された。また、ウラシル部位やベンゼン環部位でのπ－π相互作用により、二量体がπスタックにより配列制御されていることが明らかとなった。一方、補助配位子としてトリフラートアニオンを有するパラジウム錯体Pd-OTfにおいては、ウラシル部位と配位子のトリフラートアニオンが水素結合を形成し、ウラシル部位間での水素結合による二量体の形成は見られなかった。以上の結果から、補助配位子の効果により、会合制御が可能であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Molecular Structures of Dipeptide-Palladium (II) Conjugated Complexes (2014)
  • Author(s): Yuki Sakamoto
  • Journal Title: European Journal of Inorganic Chemistry Volume: (印刷中) Issue: 27 Pages: 4626-4631
  • DOI: 10.1002/ejic.201400131
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polypeptide-Induced Fluorescence of Pyrene Derivatives Based on Coordination Programming (2014)
  • Author(s): Toshiyuki Moriuchi, Keisuke Ebisu, Chiaki Katano, and Toshikazu Hirao
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 印刷中
  • NAID: 130004868247
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Vanadium(V) Hydrazido Complexes with Tris(2-hydroxyphenyl)amine Ligands (2013)
  • Author(s): Toshiyuki Moriuchi, Kousuke Ikeuchi, and Toshikazu Hirao
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 42 Issue: 33 Pages: 11824-11830
  • DOI: 10.1039/c3dt50533b
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chiral Homobimetallic Palladium(II) Complexes Composed of Chirality-Organized Quinonediimines Bearing Amino Acid Moieties (2013)
  • Author(s): Satoshi D. Omura
  • Journal Title: Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials Volume: 23 Issue: 1 Pages: 251-255
  • DOI: 10.1007/s10904-012-9733-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Dinuclear Alkynylplatinum(II) Pyridinedicarboxamide: Conformational Change-Induced Switching of Emission Properties (2013)
  • Author(s): Annika Gross
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 49 Issue: 12 Pages: 1163-1165
  • DOI: 10.1039/c2cc37706c
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] La(OTf)3-Mediated Self-Organization of the Guanosine Having Alkynyl-Au(I)PPh3 Moiety to Induce Au(I)-Au(I) Interaction (2012)
  • Author(s): Xiangtai Meng
  • Journal Title: RSC Advances Volume: 2 Issue: 10 Pages: 4359-4363
  • DOI: 10.1039/c2ra01196d
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design and controlled emission properties of bioorganometallic compounds composed of uracils and organoplatinum(II) moieties (2012)
  • Author(s): Moriuchi, T.; Sakamoto, Y.; Noguchi, S.; Fujiwara, T.; Akine, S.; Nabeshima, T.; Hirao, T
  • Journal Title: Dalton Trans Volume: 41 Issue: 28 Pages: 8524-8531
  • DOI: 10.1039/c2dt30533j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Facial Cyclometalated Iridium(III) Complexes Triggered by Tripodal Ligands (2012)
  • Author(s): Toshiyuki Moriuchi
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 41 Issue: 31 Pages: 9519-9525
  • DOI: 10.1039/c2dt12309f
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dipeptide-Induced Chirality Organization (2012)
  • Author(s): Toshiyuki Moriuchi
  • Journal Title: Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry Volume: 74 Issue: 1-4 Pages: 23-40
  • DOI: 10.1007/s10847-012-0113-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polypeptides-Induced Self-Aggregation and Tuning of Emission Properties of Luminescent Complexes (2012)
  • Author(s): Toshiyuki Moriuchi
  • Journal Title: Macromolecular Symposia Volume: 317-318 Issue: 1 Pages: 206-214
  • DOI: 10.1002/masy.201200003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chirality Organization in Phenylenediamines Induced by a Nonpeptidic Reverse-Turn (2012)
  • Author(s): Toshiyuki Moriuchi
  • Journal Title: Asian Journal of Organic Chemistry Volume: 1 Issue: 1 Pages: 52-59
  • DOI: 10.1002/ajoc.201200022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Structures of Dipeptide-Palladium(II) Conjugated Complexes (2012)
  • Author(s): Toshiyuki Moriuchi
  • Journal Title: European Journal of Inorganic Chemistry Volume: 2012 Issue: 29 Pages: 4669-4674
  • DOI: 10.1002/ejic.201200155
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-step Synthesis and Association Properties of Alkylimidovanadium(V) Compounds (2012)
  • Author(s): Masafumi Nishina
  • Journal Title: Bulletin of the Chemical Society of Japan Volume: 85 Issue: 5 Pages: 606-612
  • DOI: 10.1246/bcsj.20120017
  • NAID: 130004153076
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ピレン誘導体のポリペプチドへの導入に基づく発光特性 (2013)
  • Author(s): 戎 佳祐
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • Year and Date: 2013-03-24
• [Presentation] ウラシル部位を有する白金(II)錯体の錯形成に基づく発光挙動 (2013)
  • Author(s): 坂本勇樹
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • Year and Date: 2013-03-24
• [Presentation] 二核アルキニル白金(II)ピリジンジカルボキシアミドの構造変化による発光特性のスイッチング (2013)
  • Author(s): グロスアニカ
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • Year and Date: 2013-03-24
• [Presentation] π共役系部位を有するジペプチジル尿素誘導体の合成と特性 (2013)
  • Author(s): 矢嶋尚也
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] ジペプチド鎖を有するフェロセン誘導体の合成とその構造特性 (2013)
  • Author(s): 西山大輝
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] ウラシル部位を有するNCNピンサー型生物有機金属錯体の合成と構造特性 (2012)
  • Author(s): 大旗亮平
  • Organizer: 錯体化学会第62回討論会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2012-09-21
• [Presentation] Synthesis and Chirality Organization of Au Nanoparticles with Ferrocene-Dipeptide Conjugates (2012)
  • Author(s): 西山大輝
  • Organizer: 第59回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] Design of Bioorganometallic Guanosine-Based Gold Complexes (2012)
  • Author(s): 森内敏之
  • Organizer: 6th International Symposium on Biooraganometallic Chemistry
  • Place of Presentation: University of Toronto Scarborough, Canada
  • Year and Date: 2012-07-10
• [Presentation] tructures, Redox Properties and Complexation of Polyaniline-Unit Molecules Bearing Amino Acid Pendant Groups (2012)
  • Author(s): 大村 聡
  • Organizer: 6th International Symposium on Biooraganometallic Chemistry
  • Place of Presentation: University of Toronto Scarborough, Canada
  • Year and Date: 2012-07-10
• [Presentation] Controlled Assembly of Bioorganometallic Complex Composed of Uracil and Organoplatinum(II) Complex (2012)
  • Author(s): 坂本勇樹
  • Organizer: 6th International Symposium on Biooraganometallic Chemistry
  • Place of Presentation: University of Toronto Scarborough, Canada
  • Year and Date: 2012-07-10
• [Presentation] グアニン部位を有する生物有機金錯体の合成と会合特性 (2012)
  • Author(s): 坂本勇樹
  • Organizer: 第９回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス
  • Year and Date: 2012-05-27
• [Presentation] ポリペプチドへの導入に基づくピレン誘導体の会合挙動
  • Author(s): 森内敏之、戎 佳祐、平尾俊一
  • Organizer: 第10回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 和歌山大学栄谷キャンパス（和歌山県）
• [Presentation] 発光性部位を有するウラシル誘導体の錯形成に基づく会合
  • Author(s): 坂本勇樹、森内敏之、平尾俊一
  • Organizer: 第10回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 和歌山大学栄谷キャンパス（和歌山県）
• [Presentation] Chirality Organization and Stabilization of Redox Species of Polyaniline-Unit Molecules by Introduction of Amino Acid Groups
  • Author(s): 森内敏之、大村 聡、森田健司、平尾俊一
  • Organizer: 11th International Symposium on Functional π-Electron Systems
  • Place of Presentation: Arcachon (France)
• [Presentation] Synthesis of Facial Cyclometalated Iridium(III) Complexes Triggered by Tripodal Ligands
  • Author(s): 森内敏之、Lisheng Mao、Hsyueh-Liang Wu、大村 聡、渡邉正美、平尾俊一
  • Organizer: 11th International Symposium on Functional π-Electron Systems
  • Place of Presentation: Arcachon (France)
• [Presentation] オキソバナジウム錯体によるアミンと二酸化炭素からの尿素誘導反応
  • Author(s): 河合亮太、森内敏之、平尾俊一
  • Organizer: 第33回有機合成若手セミナー
  • Place of Presentation: 神戸大学百年記念館六甲ホール（兵庫県）
• [Presentation] ポリペプチドを土台分子とするピレン誘導体の発光特性
  • Author(s): 戎 佳祐、森内敏之、片野千秋、平尾俊一
  • Organizer: 第24回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 学習院大学目白キャンパス創立百周年記念会館（東京都）
• [Presentation] π共役系部位を有するジペプチジル尿素誘導体の合成と発光特性
  • Author(s): 矢嶋尚也、森内敏之、八幡稔彦、平尾俊一
  • Organizer: 第24回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 学習院大学目白キャンパス創立百周年記念会館（東京都）
• [Presentation] フェロセン－ジペプチド共役分子の不斉構造規制
  • Author(s): 森内敏之、西山大輝、平尾俊一
  • Organizer: 第62回高分子討論会
  • Place of Presentation: 金沢大学角間キャンパス（石川県）
• [Presentation] 核酸塩基部位を有する生物有機金属化合物の合成と配列制御
  • Author(s): 坂本勇樹、森内敏之、平尾俊一
  • Organizer: 第60回有機金属化学討論会
  • Place of Presentation: 学習院大学目白キャンパス創立百周年記念会館（東京都）
• [Presentation] Chirality-Organized Polyaniline-Unit Molecules by Introduction of Amino Acid Groups
  • Author(s): 森内敏之、大村 聡、森田健司、平尾俊一
  • Organizer: 2013 EMN Open Access Week Meeting
  • Place of Presentation: Chengdu (China)
  • Invited
• [Presentation] ジスルフィド結合を有するフェロセン－ジペプチド錯体の合成と不斉構造規制
  • Author(s): 西山大輝、森内敏之、平尾俊一
  • Organizer: 錯体化学会第63回討論会
  • Place of Presentation: 琉球大学 千原キャンパス（沖縄県）
• [Presentation] オキソバナジウム錯体を用いたアミンと二酸化炭素から尿素誘導体の合成
  • Author(s): 河合亮太、森内敏之、平尾俊一
  • Organizer: 錯体化学会第63回討論会
  • Place of Presentation: 琉球大学 千原キャンパス（沖縄県）
• [Presentation] Bioorganometallic Conjugates Composed of Organometallic Compounds and Nucleobases
  • Author(s): 森内敏之、孟 祥太、坂本勇樹、平尾俊一
  • Organizer: Zing Conferences - Coordination Chemistry Conference 2013
  • Place of Presentation: Playa del Carmen (Mexico)
  • Invited
• [Presentation] Controlled Emission Properties of Bioorganometallic Compounds with Nucleobases
  • Author(s): 森内敏之、孟祥太、坂本勇樹、平尾俊一
  • Organizer: International Symposium on Coordination Programming 2014
  • Place of Presentation: 東京大学 伊藤国際学術研究センター（東京都）
• [Presentation] バナジウム(V)ヒドラジド錯体の構造特性
  • Author(s): 森内敏之、櫻本貴士、平尾俊一
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県）
• [Presentation] 5,11-ジヒドロインドロ[3,2-b]カルバゾール誘導体の合成と発光挙動
  • Author(s): 森内敏之、平野みさと、平尾俊一
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県）
• [Book] "Control of Chiral Assemblies through Hydrogen Bondings for Helical Architectures" in "Molecular Self-Assembly: Advances and Applications (Editor: Alex D. Li)" (2012)
  • Author(s): Toshiyuki Moriuchi
  • Total Pages: 25
  • Publisher: Pan Stanford Publishing