2020 Fiscal Year Research-status Report
The development of liquid crystalline metal complex host for labile and chiral metal complexes
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19K05508
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
吉田 純 北里大学, 理学部, 講師 (60585800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 久子 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (20500359)
渡辺 豪 北里大学, 理学部, 講師 (80547076)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | キラル / 金属錯体 / 液晶 / ホストゲスト / XRD / メタロメソゲン / 分子動力学計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、構造柔軟性に優れる液晶を「ホスト」として捉え、実際に活用することを目指している。昨年度は、キラルなルテニウム錯体(以下Ru-H)が、そのエナンチオ体において、約5 nmのピッチをもった「らせん」構造を形成することを、grazing incidence XRD測定、分子動力学シミュレーション、および各種分光測定により明らかにした。本年は、このキラルなRu錯体と、種々の錯体との混合物を作製し、Ru-Hがホストとして機能するかを検討した。アルキル鎖をもたない金属錯体をゲストとして検討した場合には、その偏光顕微鏡観察において興味あるテクスチャーは観測されたものの、ゲストの明確な取り込みは確認できなかった。相溶性の低さから、取り込まれるゲストの量が微量で、NMR等による取り込みの判断を困難にした可能性がある。
一方で、Ru-Hと同じ配位子を持ち、中心金属をIrに変えたIr-Hを新たに合成・光学分割し、Ru-Hとの混合実験を行った。その結果、Ru-Hのデルタ体とIr-Hのラムダ体を1:1比で混合した場合に、エナンチオ体とは異なる液晶相の発現を確認した。種々測定の結果、この擬ラセミ体は、Ru-HおよびIr-Hのラセミ体と同じ液晶相を取っていることが示唆された。すなわち、ラセミ体形成を駆動力として、Ru-HとIr-Hが互いに混ざり合い、超分子構造を形成したことが考えらえる。GI-XRD測定からは、超格子の形成も示唆されており、現在詳細構造を解析中である。また、Ru-Hの類縁体として、末端アルキル鎖をC8からC10に変えた錯体の合成も行った。この錯体の評価も今後行う予定である。
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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
Ru-Hのエナンチオ体については、論文として報告することができた。また、ラセミ体形成を駆動力として、2種類の錯体が自発的に混ざり合う（超分子構造を形成する）ことを見出すことができた。当初予定していた物質とはやや異なるが、Ru-Hが異分子を取り込むことで超分子構造を形成するという、考えは実験的に立証することができた。今後は、より精密な構造解析を行い、その駆動力を明らかにする必要がある。また、末端アルキル鎖数の異なる類縁体も同時に合成しており、これらとの比較も、超分子構造の解析に今後役立つと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度が、本研究の最終年度となる。これまでに得られたRu-HおよびIr-Hのラセミ体、および擬ラセミ体を系統的に調査することで、内部構造を明らかにすること、さらに超分子構造の駆動力を明らかにすることを目指していく。また、2021年より研究代表者が日本大学文理学部に異動となる。これまで以上に共同研究を推進し、研究発展を目指す予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により学会が中止またはオンライン開催となり、出張費が不要となったことが主原因である。2021年度より日本大学に異動となったため、繰越金は研究室の立ち上げ費用として用いる。
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