1994 Fiscal Year Annual Research Report
水素結合ネットワークを有する多孔質分子結晶の開発と機能性有機材料への応用
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06403022
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
青山 安宏 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (00038093)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 健二 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (40225503)
戸井 啓夫 群馬工業高等専門学校, 教授 (90126475)
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| Keywords | 分子結晶 / 水素結合 / 金属配位 / 構造規制 / 芳香環カラム / クリスタルエンジニアリング |
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| Research Abstract |
(1)多孔質有機結晶のゲストとりこみ挙動
アントラセンのビスレゾルシン誘導体は水素結合ネットワークによる分子状のシートを形成し、生じた空孔には水から極性有機化合物、さらには炭化水素に至る極めて多彩なゲスト分子を、気相、液相、固相の種々の物理状態から化学量論的にとりこむことが明らかになった。
(2)多孔質有機結晶の水中からのゲストとりこみ挙動
上述のホスト化合物はアルコールやコリンなどの極性化合物を水中から化学量的にとりこむ。このとりこみ過程は誘導適合(induced fit)挙動を示すほか、高度に協同的(cooperative,allosteric)であり、酵素蛋白による基質とりこみと類似した性質を示すことが明らかになった。新しいタイプの有機固体材料(分離剤や触媒として)の可能性を示した。
(3)有機結晶における芳香環カラムのデザイン
上述のホスト化合物をアントラセンのビスピリミジン誘導体とともに再結晶すると1:1の付加体が得られる。このものはO-H・・・Nの水素結合ネットワークを有する分子状シートを形成し、その結果アントラセンスペーサーはカラムを形成する。このようにして結晶内での芳香環カラムを分子模型からデザインすること、さらにカラム内での芳香環-芳香環の距離を制御することが可能であることを明らかにした。
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[Publications] Kenji Kobayashi: "Hydrogen-Bonded Network Formation in Organic Crystals As Effected by Perpendicular and Divergent Hydroxyl Groups" Tetrahedron Lett.34. 7929-7932 (1993)
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[Publications] Yasuhiro Aoyama: "Use of Supramolecular Cavities Maintained by Hydrogen-Bonded Network in Molecular Crystals As a Novel Binding Site for Guests in Water." Tetrahedron. 51. 343-350 (1995)
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[Publications] Yasuhiro Aoyama: "Hydrogen-Bonded Network and Enforced Supramolecular Cavities in Molecular Crystals;An Orthogonal Aromatic Triad Strategy." Supramolecular Chem.(in press).
