2020 Fiscal Year Annual Research Report
伸縮異方性を示す三重らせん型ポリ[n]カテナンの戦略的合成
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19K15579
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
松岡 亮太 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (80806521)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水素結合 / ピリジルピラゾール / らせん / 二量体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
空間的にインターロックされた構造（空間的結合）をもつ分子は、ユニットの可動性により破断耐性と構造柔軟性を併せ持つ伸縮性材料として注目を集めている。本研究はビシクロ型の金属錯体を空間的結合により連結し、異方的な伸縮応答を示す三重らせん型ポリ[n]カテナンを創製することを目的としている。三重にインターロックされたビシクロ型らせんケージがポリマーの折れ曲がりを抑制すると同時に、錯体部位の外部刺激応答によってポリマーを異方的に伸縮させることを期待している。
今年度は、昨年度に合成したピリジルピラゾール配位子１が示した二量体形成挙動について詳細に調査した。二量化が単量体錯体の脱プロトン化を伴うことに着目し、単量体錯体の見かけ上の酸解離定数を求めたところ、TFAやピクリン酸に匹敵するほどの強いブレンステッド酸としてはたらいていることがわかった。
また、中心金属として亜鉛(II)と同じd10の電子配置を持ち、価数の一つ大きいガリウム(III)を用いた錯体を合成し、その二量化挙動について調べた。亜鉛錯体と異なりガリウム錯体はNHプロトンを持たない中性錯体を形成した。これにブレンステッド酸を加えると、亜鉛錯体と同様に、水素結合を介した二量体を形成した。
以上より、本研究で設計・合成したピリジルピラゾール錯体は、中心金属イオンによって異なる酸や塩基に応答し、定量的に分子間水素結合を介した二量体構造を形成することが明らかとなった。この二量体構造はインターロック構造構築のビルディングブロックとして非常に有用であると考えられる。
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