2020 Fiscal Year Annual Research Report
Rational Construction of Asymmetric Porous Structure and Cooperative Control of Symmetry
| Project Area | Coordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
16H06519
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
大場 正昭 九州大学, 理学研究院, 教授 (00284480)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 配位高分子 / 包接体 / 極性 / 発光特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、目的に応じた機能空間を合理的に構築し、構造および分子配列を自在に操ることで、空間とゲスト分子のダイナミクスが連動する特異な機能・物性を探求した。最終年度は、主に以下の３つの項目について、研究を展開した。
(1) アシンメトリック配位高分子の合成：非対称な正方錐型錯体配位子[M(N)(CN)4]2- (M=Mn,Re)を自己集積させた配位高分子を合成し、構造と物性のゲスト分子依存性を評価した。M=Mnの場合、ゲスト応答性はカチオンに大きく依存し、カチオンがK+の場合には、錯体の向きが揃った極性一次元構造を形成し、脱ゲストにより非極性構造となる事を見出した。この変化は可逆的であり、ゲスト吸脱着に伴う第二次高調波の強度変化からも、極性変換を裏付けた。M=Reの場合は、イミダゾリウム系カチオンを用いると四核構造が形成され、加熱により極性一次元構造に変化することを見出した。それぞれの構造解析にも成功し、DSC等から各構造のエネルギーと変換機構を考察した。
(2)骨格構造の変換制御：金属中心が異なる二次元Hofmann型FeNiおよびNiNi配位高分子が、脱溶媒により、FeNiは三次元PtS型構造に変化するが、NiNiは二次元構造を保持する事を見出した。さらにFexNi(1-x)Ni固溶体を作成し、Feの割合と構造変化の相関を検討し、脱溶媒後の構造制御に成功した。また、X線光電子分光法により、脱溶媒後に生じるアモルファス相における金属中心の局所構造解析法を確立し、ゲスト吸脱着による可逆的アモルファス-結晶相変化における構造変化を明らかにした。
(3)リポソーム-金属錯体複合体：配位部位を有する親脂質性錯体を開発し、リポソームに組み込む事で、金属イオン添加による錯形成駆動による膜チャネル形成、並びにそれに伴う包接イオンの異方的放出制御に成功した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Flexibility Control of Two-Dimensional Coordination Polymers by Crystal Morphology: Water Adsorption and Thermal Expansion2021
Author(s)
Ryo Ohtani, Haruka Yoshino, Junichi Yanagisawa, Hiroyoshi Ohtsu, Daisuke Hashizume, Yuh Hijikata, Jenny Pirillo, Masaaki Sadakiyo, Kenichi Kato, Yuta Shudo, Shinya Hayami, Benjamin Le Ouay, Masaaki Ohba
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 27
Pages: 18135-18140
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Guest-tunable Excited States in a Cyanide-bridged Luminescent Coordination Polymer2021
Author(s)
Kenta Sasaki, Haruka Yoshino, Yuushi Shimoda, Masaki Saigo, Kiyoshi Miyata, Ken Onda, Kunihisa Sugimoto, Hitomi Yamate, Hiroki Miura, Benjamine Le Ouay, Ryo Ohtani, Masaaki Ohba
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Journal Title
Inorg. Chem.
Volume: 60
Pages: 6140-6146
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Metal complex lipids for fluid-fluid phase separation in co-assembled phospholipid membranes2021
Author(s)
Ryo Ohtani, Yuka Anegawa, Hikaru Watanabe, Yutaro Tajima, Masanao Kinoshita, Nobuaki Matsumori, Kenichi Kawano, Saeko Yanaka, Koichi Kato, Masaaki Nakamura, Masaaki Ohba, Shinya Hayami
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 60
Pages: 13603-13608
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Host-guest Interaction Modulation in Porous Coordination Polymers for Inverse Selective CO2/C2H2 Separation2021
Author(s)
Yifan Gu, Jia-Jia Zheng, Ken-ichi Otake, Mohana Shivanna, Shigeyoshi Sakaki, Haruka Yoshino, Masaaki Ohba, Shogo Kawaguchi, Ying Wang, Fengting Li, Susumu Kitagawa
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 60
Pages: 11688-11694
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Responsive Four-Coordinate Iron(II) Nodes in FePd(CN)42020
Author(s)
Ryo Ohtani, Hiromu Matsunari, Takafumi Yamamoto, Koji Kimoto, Masaaki Isobe, Kotaro Fujii, Masatomo Yashima, Susumu Fujii, Akihide Kuwabara, Yuh Hijikata, Shin‐ichiro Noro, Masaaki Ohba, Hiroshi Kageyama, Shinya Hayami
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 59
Pages: 19254-19259
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Pseudo-Membrane Jackets:Two-Dimensional Coordination Polymers Achieving Visible Phase Separation in Cell Membrane2020
Author(s)
Ryo Ohtani, Kenichi Kawano, Masanao Kinoshita, Saeko Yanaka, Hikaru Watanabe, Kenji Hirai, Shiroh Futak, Nobuaki Matsumori, Hiroshi Uji‐i, Masaaki Ohba, Koichi Kato, Shinya Hayami
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 59
Pages: 17931-17937
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Luminescent Ionic Liquid Formed from a Melted Rhenium(V) Cluster2020
Author(s)
Junichi Yanagisawa, Tomoaki Hiraoka, Fumiya Kobayashi, Daisuke Saito, Masaki Yoshida, Masako Kato, Fumitaka Takeiri, Genki Kobayashi, Masaaki Ohba, Leonard F. Lindoy, Ryo Ohtani, Shinya Hayami
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Journal Title
Chem. Commun.
Volume: 56
Pages: 7957-7960
DOI
Peer Reviewed
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