2015 Fiscal Year Annual Research Report
開閉機構をもつ新規なカゴ型錯体の合成と応答型物質捕捉・放出制御への応用
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26288022
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
秋根 茂久 金沢大学, 物質化学系, 教授 (30323265)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超分子化学 / 機能性錯体 / ホスト・ゲスト化学 / 応答機能 / 構造変換 / コバルト / カゴ型構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、外部から隔離された内部空孔を有するカゴ型分子の性質が注目されている。これらの分子は、物質を取り込み、その物質を反応させる場として利用できることが期待されるため、活発に研究が行われている。これまでに、各種カゴ型有機分子や錯体分子の構築法が確立されてきており、その閉空間における分子の反応性などが明らかにされている。しかしながら、これまでの多くのカゴ型分子は、物質の取り込み速度や放出の速度を能動的に制御するのは困難であった。すなわち、取り込みや放出の速度は、カゴ型骨格にもともと備わっている隙間の大きさと取り込まれるゲストの大きさの相対的な関係により決まるものという前提のもとで研究が行われてきた。本研究では、これを自在にコントロールできるような、新規なカゴ型構造の開閉機構の創出を目指した。
開閉可能なホストユニットとして、各種タロホストへの金属の導入とそのイオン認識能について検討を行った。環状メタロホストにニッケル(II)やパラジウム(II)を錯形成させたところ、高収率で二核メタロホストが得られた。これらの構造はX線結晶構造解析により決定した。ニッケル(II)二核メタロホストは溶液中でアルカリ金属やアルカリ土類金属イオンを認識した。その際、イオン半径の大きなイオンに対してはサンドイッチ型構造の錯体をつくりやすく、特にCs+, Rb+とは多層型の構造を作りやすいことを、各種スペクトルおよび計算化学的手法により明らかにした。またカゴ型構造をもつ配位子からのメタロホストの合成について合成の検討を行い、ヘキサンジアミンまたはオクタンジアミンを導入したコバルト(III)の錯体が、空孔の開口部がふさがれた構造をもつことを見出した。
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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
研究計画に記載した通り、可逆な配位結合により空孔の開口部をふさいだ構造の錯体を得る手法を確立することができ、また金属イオンを導入したメタロホストのイオン認識能を明らかにすることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
可逆な配位結合により空孔の開口部をふさいだ構造の錯体を得る手法を確立することができ、また関連メタロホストのイオン認識能を明らかにすることができたので、次年度以降、カゴ型構造をもつ錯体の構造解析やゲストの取り込み速度のコントロールについての詳細を検討し、効果的な物質捕捉／放出に向けた研究を進める。
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| Causes of Carryover |
配位子の合成および錯体の合成の検討が順調に進み、条件検討に要した試薬類・溶媒類の購入に充てた費用が当初予想より少なくてすんだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の計画通り合成・測定に必要な消耗品類の購入に使用する。また成果発表（旅費等）使用する予定である。
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Research Products
(28 results)
