2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of molecular capsules with gate functions for uptake/release control of organic guests
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18H03913
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
秋根 茂久 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (30323265)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | かご型分子 / 分子カプセル / 応答性分子 / 動的構造変換 / 包接化合物 / 分子認識 / 環状化合物 / コバルト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
かご型構造の分子は、外部から隔離された内部空間での機能や、内部空間への物質の取り込みの観点から、注目されている。しかしながら、これまでに報告されてきたかご型分子の多くは、物質の取り込みや放出の速度がかご型骨格自体にもともと備わっている隙間の大きさによって決まっており、ゲストの出入りを任意のタイミングでコントロールする機構は未開拓であった。本研究では、このかご型構造の開口部である「窓」部分に、配位結合を活用した開閉機構を導入し、ホスト骨格に組み込んだ金属原子上での配位子置換反応を利用することで、各種ゲストの出入りのON/OFF型のコントロールを目指すこととした。
本年度はまず、ニッケルを含むかご型ホスト分子への各種アルカリ金属イオンの取り込み能について検討を行い、ルビジウムイオンやセシウムイオンなどサイズの大きなイオンに選択性を示すことを明らかにした。また、開口部に架橋型配位子を導入した大環状ホスト分子を合成し、開口部の開閉とゲスト認識のON/OFFが連動することを明らかにした。さらに、より大きなサイズのかご型分子として、カリックス[4]アレーン骨格を複数組み合わせた新規なかご型分子の構築を行った。そのlower rimのアミド部にカチオンを包接させることで、かご型二量体と大環状三量体との間で構造変換を行えることを明らかにした。また、三重らせん構造をもつかご型コバルト錯体を合成し、金属上でのキラルアミン・アキラルアミン間の配位子交換に伴って、ヘリシティー（右巻き／左巻きの偏り）が特異な非線形時間変化を示すことを見出した。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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