2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K05416
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
堂本 悠也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50790995)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 自己集合 / ナノ空間 / 金属配位 / アニオン / ホスト－ゲスト / 空孔錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有限個のナノサイズ3次元空孔からなる集合体の構造一義的構築と応用を目指す。 有機配位子(L)と金属イオン(M)のなす金属配位を駆動力とした自己集合を制御することで、複数のナノ空孔を集積したオリゴマーを合成することを概念設計の出発点とし、これまで広く研究されているホストーゲスト間の相互作用に基づいたしくみからさらに一歩踏み込んだ、異種3次元空孔間における“ホストーホスト”コミュニケーションの発現機構を開発することを目標としている。今年度は、昨年度得られた(M3L2)n多面体錯体(n=2,4,6, M = Cu(I), Ag (I))のさらなる概念拡張と応用に向けた検討を行った。(1) (M3L2)n錯体の構造解析より、M3L2サブユニットの安定性が包接アニオンに大きく影響を受けていることが示唆された。この知見をもとにして、一度形成した(M3L2)2空孔錯体を前駆体として対アニオンの交換を行うことで、集積するサブユニットの数を2から8に拡張させることに成功した。得られた(M3L2)8錯体はアニオンを包接する8つの小空間と中心の直径1 nmに及ぶ大空間の複数の内部空間が集積した一義構造をとることが、放射光X線構造解析により明らかとなった。(2) (M3L2)n錯体の自己集合条件を変化させることで、これまで得られていた多面体構造にさらに金属イオンが挿入することで変形し、内部空孔と外部湾曲型ポケットを併せもつナノ空孔錯体が構築されることを明らかとした。以上、いずれの結果も、本研究において切り拓こうとする異種3次元空孔間の化学にとって望ましい構造特性をもつナノ空間を与えるものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
種々検討を進めるにつれて、当初の分子設計からは予想し得なかった実験結果を与えるに至ったが、異種3次元空孔間の化学という大枠で捉えるとむしろ概念的により新規性の高く、かつ今後の展開可能性が拡がるような知見をいくつも得ることができているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られてきた(M3L2)n錯体群および金属挿入型空孔錯体群の構造特性をベースとし、最終年度ではこれらのナノ空孔錯体を用いたホスト間コミュニケーションの実現、および当初計画を超えた新概念創出の種となるいくつかの知見（多面体における特異な絡まった分子構造、金属挿入による構造変換、など）をさらに将来の研究展開へと繋げるための諸検討を進める。
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| Causes of Carryover |
コロナ対策の影響で年度前半の一時的な実験中断があり、再開後も実験計画の一部を変更しての実施となった都合上、物品購入費が抑制された。最終年度において研究遂行の再加速を図るため使用する予定である。
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