2018 Fiscal Year Annual Research Report
分子配列能を備えた多孔性結晶細孔におけるソフトクリスタリゼーション法の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Soft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering |
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| Project/Area Number |
18H04502
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田代 省平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80420230)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 多孔性結晶 / 分子配列 / 単結晶X線回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属有機構造体（Metal-organic framework: MOF）をはじめとする様々な多孔性結晶では、結晶細孔内での分子配列を制御することが、その多孔性結晶が示す様々な機能を設計・改良するために重要である。先に我々は、環状三核Pdらせん錯体の自己組織化によって、細孔内に10種分子認識ポケットを備えた環状金属錯体集積型多孔性結晶Metal-macrocycle framework（MMF）が構築できることを報告し、MMF細孔内に様々な化合物を位置選択的に配列化できることを明らかにした。そこで本研究では、MMFの優れた分子配列能に基づき細孔内で様々な機能性分子を精密に配列化することにより、その特異な一次元配列様式に基づく新規な性質や物性を創出するソフトクリスタリゼーション法を開発することを目指して研究を進めた。例えば、MMF細孔内へ光活性分子を配列させることにより、バルク条件下で本来進行すべき光反応が完全に抑制され、代わりに全く別の光反応が進行することを明らかにした。また、MMF構成配位子を銅塩と反応させることによって、高発光性の新規大環状化合物を簡便合成できることも明らかにした。さらに、領域内共同研究から提供された様々な機能性化合物をMMF細孔内に導入して、その配列構造を単結晶X線回折測定によって決定することを目標として実験を進めた。その実験過程で、ある化合物が細孔内の特定箇所に配列することを契機として、細孔形状が異方的かつ可逆的に変形することも明らかにした。
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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
当初の目的に沿って実験を進めた結果、MMF細孔内での分子配列に基づいて光反応経路の制御を実現できたことから、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。また予想外の知見としてゲスト配列を駆動力とした細孔形状の変形挙動も明らかにすることができたことも重要な成果であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、様々な機能性化合物をMMF細孔内に導入することにより、その特異な配列構造に基づいて発現する新規な物性や反応性についてさらに検討を進めることにより、MMFを活用したソフトクリスタリゼーション法を確立することを目指す。また、ゲスト配列を駆動力とした細孔形状の変形挙動をソフトクリスタリゼーション法と組み合わせて活用することによって、細孔内配列構造およびその物性・反応性の動的制御法を開発する。加えて、同一結晶内に異なる細孔ドメインを導入し、異なる組成からなる異種一次元細孔を配向選択的に接合する手法を開発することを目指す。
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