2005 Fiscal Year Annual Research Report
人工多座配位子を用いた金属錯体の空間配列および特異な動的機能のプログラミング
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16105001
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
塩谷 光彦 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60187333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 健太郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (40281589)
平岡 秀一 東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (10322538)
加藤 立久 城西大学, 大学院理学研究科, 嘱託研究員 (80175702)
木村 榮一 広島大学, 医学部, 名誉教授 (30034010)
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| Keywords | 金属錯体 / プログラム分子 / 人工DNA / 金属配列 / 分子カプセル / 環状ペプチド / 多座配位子 / 動的錯体 |
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| Research Abstract |
本研究は、金属イオンの時空間配列を精密にプログラムする生体高分子系および完全人工系多座配位子を用いて、ナノ〜メゾスコピックスケールの集積型金属錯体をデザイン・合成し、金属配列の制御および金属錯体の動的機能構築を行うことを目的とした。具体的には、生体高分子をモチーフとした、一次元同種・異種金属クラスターと中空構造をもつ積層型ナノチューブ、完全人工系多座配位子を用いる分子運動素子と分子カプセルの構築を行った。詳細は以下のとおりである。
(1)DNAの水素結合型塩基対を金属錯体型塩基対に置換することにより、異種金属イオンを二重らせん軸上でプログラムする方法を確立し、さらに長鎖DNAの構築を目指して合成法の検討を行った。
(2)大環状ペプチドを用いて、異種金属イオンの選択的捕捉を実現した。水素結合あるいは配位結合により積層するナノチューブの構築へ展開している。
(3)2種類のディスク状3座および6座配位子配位子と3個の銀イオンからなる分子ボールベアリングの回転速度を、配位子環のサイズや各種官能基の導入により、広範囲に制御できた。また、金属イオンがリンクするダブル分子ボールベアリングの構築に成功した。同一分子内の2つのボールベアリングの回転運動は、リンク部分を通して同期していることが種々の実験から示唆された。
(4)6個の遷移金属イオンと8枚の有機ディスク状配位子からなる、直径数nmサイズの球状分子カプセルを構築した。既に10種類以上の遷移金属イオンで同様の構造を得ることが成功し、特に水銀錯体が金属イオンと配位子の比率の変化に伴い、カプセル型とかご型錯体が定量的に相互変換することが明らかになった。
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