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2014 Fiscal Year Research-status Report

クラスター間隙ナノ空間の自在制御と機能開発

Research Project

Project/Area Number 25870387
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

吉成 信人  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10583338)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords金属クラスター / 配列制御 / 水素結合 / チオラト錯体 / 多核金属錯体 / クラスター間化合物 / プロトン伝導体
Outline of Annual Research Achievements

本研究計画では、ナノサイズ間隙空間の構造制御と機能開発を達成するため、クラスター集積化合物におけるクラスター空間配列制御を目指している。前年度は、6―と6+の電荷を持つアニオン性およびカチオン性を示すチオラト金属多核クラスター錯体同士を混合し、クラスター間化合物の合成に成功している。このクラスター間化合物は、予想通り大きな間隙空間を示す一方で、空間充填率が高く、当初目標である60%の空隙率の達成には至っていなかった。
そこで本年度では、より積極的な空間配列制御が可能になるよう、前年度の成果を受けて、多様なチオラト錯体配位子群を用いて、クラスター集積化合物の素材となる多核金属錯体の開発を集中的に実施した。その結果、発光性/pH応答性/酸化還元応答性/キラル集積特性などを示す、数種のイオン性多核金属クラスター錯体の合成に成功している。
得られた成果は、計8報の査読付き英文学術雑誌に投稿、受理されている他、招待講演1件を含む4回の学会発表により公開している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初目的の通り、本年度は多くのイオン性多核金属クラスター錯体の合成に成功している。しかしながら、その中で、ジホスフィン(Ph2P(CH2)nPPh2)とペニシラミンをもつ金(I)二核の錯体配位子と銅(II)イオンとの反応においては、意外にもポリマー状の無限鎖錯体が得られている。この系では、n = 3, 4, 5のジホスフィンをもつ錯体配位子から形状の異なる超分子ヘリックスが得られ、形成されるヘリックスの形状とキラリティーがジホスフィンのアルキル鎖の偶奇性とペニシラミンのキラリティーによってそれぞれ変化することが明らかになった。この成果は日本化学会のBCSJ賞を受賞するなど、高い評価を得ている。
当初研究目的に関する部分では、未発表の研究内容であるが、クラスターアニオンに対してアクア金属錯体を対カチオンとして用いることにより、反応濃度に応答して空間充填率を30%-80%まで自在に制御可能である系を見出している。この結果をまとめ、発表することにより当初研究計画に掲げたクラスター間隙化学の概念の確立に大きく寄与できると考えている。
以上の結果から、本研究計画は概ね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

今後は、本年度発見した、アニオン間隙空間のサイズを自在に調整できるアクア金属イオンを対カチオンとして用いる系について、早急に検証実験と必要な特性調査の実験を進め、ハイインパクトの論文誌への投稿と学会発表を目指す計画である。

Causes of Carryover

本年度中に、金属クラスターの集積様式を調整する有効な手法として、アクア金属イオンを対カチオンとして利用する方法を見出している。この手法により得られた数種の化合物の特性調査が終了していないため、本年度中の成果公開を次年度に持ち越すこととした。このため、予算の一部を次年度に繰り越すこととなった

Expenditure Plan for Carryover Budget

前述の化合物系について、特性調査のための各種分析のための経費と論文/学会発表のための経費として使用する。

  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Parity-controlled Self-assembly of Supramolecular Helices in a Gold(I)-Copper(II) Coordination System with Penicillamine and Bis(diphenylphosphino)alkane2015

    • Author(s)
      N. Yoshinari, A. Kakuya, R. Lee & T. Konno
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      Volume: 88 Pages: 59-68

    • DOI

      10.1246/bcsj.20140253

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] pH-Controlled Multiple Chiral Inversion That Induces Molecular Dimerization in a Gold(I)-Cobalt(III) Coordination System with L-Cysteinate2014

    • Author(s)
      P. Lee, A. Igashira-Kamiyama, N. Kuwamura, N. Yoshinari & T. Konno
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 20 Pages: 6646-6649

    • DOI

      10.1002/chem.201402777

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Close Correlation between Metal Oxidation States and Molecular Structures in a Cobalt-Gold Multinuclear Coordination System with Mixed D-Penicillaminate and Tripodal Triphosphine2014

    • Author(s)
      Y. Hashimoto, N. Yoshinari, N. Matsushita & T. Konno
    • Journal Title

      Eur. J. Inorg. Chem.

      Volume: - Pages: 3474-3478

    • DOI

      10.1002/ejic.201402531

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Counteranion-dependent mechanochromism of a photoluminescent platinum(II) complex with mixed terpyridine and thioglucose2014

    • Author(s)
      N. Kitani, N. Kuwamura, T. Tsukuda, N. Yoshinari & T. Konno
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 50 Pages: 13529-13532

    • DOI

      10.1039/C4CC06775D

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal structure of S,N-dibenzyl-D-penicillamine monohydrate2014

    • Author(s)
      N. Yoshinari & T. Konno
    • Journal Title

      Acta Cryst.

      Volume: E70 Pages: o1209

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1107/S1600536814023459

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crystal structure of (2S,4S)-5,5-dimethyl-2-(pyridin-2-yl)-1,3-thiazolidine-4-carboxylic acid2014

    • Author(s)
      P. Laskar, N. Kuwamura, N. Yoshinari & T. Konno
    • Journal Title

      Acta Cryst.

      Volume: E70 Pages: o1264

    • DOI

      10.1107/S1600536814024854

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Proton-controlled formation and interconversion of AuI2NiII trinuclear and AuI4NiII3 heptanuclear complexes with mixed thiomalate and bis(diphenylphosphino)ethane2014

    • Author(s)
      K. Igawa, N. Yoshinari & T. Konno
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 2014 Pages: 15573-15576

    • DOI

      10.1039/C4CC07578A

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Drastic Difference in Photoluminescent Behavior between Cysteinato and Penicillaminato Gold(III) Complexes with a Phenylpyridinato Ligand2014

    • Author(s)
      N. Kuwamura, K. Hayashida, K. Tsuge, N. Yoshinari & T. Konno
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 43 Pages: 1846-1848

    • DOI

      10.1246/cl.140797

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] カチオン-アニオン分離集積型構造をもつ CoIII2AuI 4 六核錯体の結晶状態における水分子の吸 脱着挙動2015

    • Author(s)
      吉成信人・板井拓真・小島達弘・河野正規・桑村直人・今野巧
    • Organizer
      日本化学会第 95 春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉)
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] 「PdII6CuI 85 価アニオンクラスターと RhIII4ZnII46 価カチオンクラスターからなるクラスター塩の構築2014

    • Author(s)
      吉成信人、調子武弘、今野巧
    • Organizer
      第 64 回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      中央大学(東京)
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-20
  • [Presentation] Creation of a 1:1 Inter-cluster Compound Based on Thiolate-bridged Rhodium(III)-Zinc(II) Hexavalent Cluster Cations and Anions2014

    • Author(s)
      Nobuto Yoshinari, Takumi Konno
    • Organizer
      41st International Conference on Coordination Chemistry
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2014-07-21 – 2014-07-25
  • [Presentation] チオラト架橋金属クラスター錯体の集積化と固体機能探索2014

    • Author(s)
      吉成信人
    • Organizer
      第5回「光・電子材料科学におけ る現状と展望」研究会
    • Place of Presentation
      香川大学(香川)
    • Year and Date
      2014-07-11
    • Invited

URL: 

Published: 2016-06-01  

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