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Development of Chiral Molecular Metal Chains

Publicly Offered Research

Project AreaCoordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules
Project/Area Number 19H04582
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNara Women's University

Principal Investigator

中島 隆行  奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (80322676)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsキラル / 金属鎖 / ホスフィン / パラジウム / 白金 / キラリティー / 四座ホスフィン / 分子積金属鎖
Outline of Research at the Start

meso-dpmppmを支持配位子とするPd8核鎖を中心とする直鎖状低原子価金属クラスターの研究を基盤に,キラルな直鎖状四座ホスフィンrac-dpmppmに支持されたPd4核鎖を構造単位とし,逐次的伸長法により低原子価分子性金属ワイヤーの創成を行う。また,二座ホスフィンユニットと様々な不斉1級アミンとのカップリングを行い,N原子で連結された不斉直鎖状四座ホスフィンを設計・合成し,それらを用いてキラルな分子性金属鎖の合成を行う。合成されたPdを中心とする分子性金属鎖の不斉に由来する物性・反応性等を明らかにし,それらキラル物性を利用した新たな機能の開発を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本公募研究課題では,これまでに前例がない「キラルな分子性金属鎖」の創成を目的とし,研究課題(1):Pキラルな直鎖状四座ホスフィン(R,R), (S,S)-dpmppm (Ph2PCH2P(Ph)CH2P(Ph)CH2PPh2)を用い光学的に純粋なPd8核鎖の合成・物性開発と、研究課題:(2)dpmppmの中央のメチレン炭素を電子的・立体的に調整可能でかつキラルな置換基Rの導入も容易なイミノ基に置換した新奇な四座ホスフィンrac-Ph2PCH2P(Ph)N(R)P(Ph)CH2PPh2(rac-dpmpppan)を用いた金属鎖の合成を行った。研究課題(1)では直鎖状四座ホスフィンrac-Ph2PCH2P(Ph)CH2P(Ph)CH2PPh2 (dpmppm)を不斉ビスイソシアニドを配位子とする環状パラジウム錯体利用して光学分割し,世界的に最長となるキラルなPd8核金属鎖を合成し,その構造と電子状態を明らかにした(Inorg. Chem. 2021)。研究課題(2)では,rac-dpmpppanを用いると白金パラジウム異種金属4核鎖Pd(4-n)Ptn (n = 0-3)が生成することを見出した。電子吸収スペクトルは金属骨格に含まれる白金の数と位置に応じて変化することがわかった 。金属骨格(Pt/Pd)の組み合わせで HOMO-LUMO gapを精密にチューニングでき,合金ナノワイヤーを原子レベルで精密に構築する上での重要な知見につながる知見を得ることができた(Chem. Eur. J. 2019)。今回の研究課題を通じて,配位子の立体的・電子的効果が金属鎖の電子特性に大きな影響を与えることを明らかにした。今後の分子性金属鎖の物性開発を展開するうえで,有用な研究指針を見出した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Chiral Octapalladium Chains Supported by Enantiopure P-Stereogenic Linear Tetraphosphines, (R,R)- and (S,S)-Ph2PCH2P(Ph)CH2P(Ph)CH2PPh22021

    • Author(s)
      Tanase Tomoaki、Nakamae Kanako、Hayashi Suzui、Okue Ayumi、Otaki Risa、Nishida Tomoko、Ura Yasuyuki、Kitagawa Yasutaka、Nakajima Takayuki
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 60 Issue: 5 Pages: 3259-3273

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c03684

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tetranuclear zigzag Ag4 and Ag2Pt2 complexes supported by rac-Ph2PCH2P(Ph)CH2P(Ph)CH2PPh2 (rac-dpmppm)2020

    • Author(s)
      Tanase Tomoaki、Otaki Risa、Nakamae Kanako、Ura Yasuyuki、Nakajima Takayuki
    • Journal Title

      Journal of Organometallic Chemistry

      Volume: 925 Pages: 121488-121488

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2020.121488

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multinuclear Copper Hydride Complexes Supported by Polyphosphine Ligands2020

    • Author(s)
      Nakajima Takayuki、Nakamae Kanako、Ura Yasuyuki、Tanase Tomoaki
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 2020 Issue: 23 Pages: 2211-2226

    • DOI

      10.1002/ejic.202000328

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transition Metal Clusters Constrained by Linear Tetradentate Phosphine Ligands2020

    • Author(s)
      Nakajima Takayuki、Tanase Tomoaki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 49 Issue: 4 Pages: 386-394

    • DOI

      10.1246/cl.200041

    • NAID

      130007828858

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Facially Dispersed Polyhydride Cu9 and Cu16 Clusters Comprising Apex‐Truncated Supertetrahedral and Square‐Face‐Capped Cuboctahedral Copper Frameworks2020

    • Author(s)
      Nakamae Kanako、Nakajima Takayuki、Ura Yasuyuki、Kitagawa Yasutaka、Tanase Tomoaki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 59 Issue: 6 Pages: 2262-2267

    • DOI

      10.1002/anie.201913533

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dinuclear Copper Complexes Triply Bridged by a Tetraphosphane, rac-Ph2PCH2P(Ph)CH2P(Ph)CH2PPh22019

    • Author(s)
      Tanase Tomoaki、Otaki Risa、Okue Ayumi、Nakamae Kanako、Nakajima Takayuki
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 2019 Issue: 37 Pages: 3993-4005

    • DOI

      10.1002/ejic.201900785

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tetra-, hexa- and octanuclear copper hydride complexes supported by tridentate phosphine ligands2019

    • Author(s)
      Nakajima Takayuki、Nakamae Kanako、Hatano Rika、Imai Kaho、Harada Masafumi、Ura Yasuyuki、Tanase Tomoaki
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 48 Issue: 32 Pages: 12050-12059

    • DOI

      10.1039/c9dt02467k

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synergistic Cu2 Catalysts for Formic Acid Dehydrogenation2019

    • Author(s)
      Nakajima Takayuki、Kamiryo Yoshia、Kishimoto Masayo、Imai Kaho、Nakamae Kanako、Ura Yasuyuki、Tanase Tomoaki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Issue: 22 Pages: 8732-8736

    • DOI

      10.1021/jacs.9b03532

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alloyed Tetranuclear Metal Chains of Pd4-nPtn (n = 0-3) Scaffolded by a New Linear Tetraphosphine Containing a PNP Bridge2019

    • Author(s)
      Tanase Tomoaki、Tanaka Miho、Hamada Mami、Morita Yuka、Nakamae Kanako、Ura Yasuyuki、Nakajima Takayuki
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 25 Issue: 35 Pages: 8219-8224

    • DOI

      10.1002/chem.201901701

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Chiral Octapalladium Chains2020

    • Author(s)
      Kanako Nakamae, Takayuki Nakajima, Tomoaki Tanase
    • Organizer
      錯体化学会 第70回討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 四座ホスフィン配位子に支持された非対称Ir二核錯体の合成と反応性2020

    • Author(s)
      前田侑希,中前佳那子,中島隆行,棚瀬知明
    • Organizer
      日本化学会第100回春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 四座ホスフィン配位子に支持されたPd/Pt 混合金属四核錯体の合成2020

    • Author(s)
      森田優花,藤澤良実,中前佳那子,中島隆行, 棚瀬知明
    • Organizer
      日本化学会第100回春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 四座ホスフィン配位子に支持されたMCu異種金属二核錯体 (M = Ni, Pd, Pt) の合成と反応2020

    • Author(s)
      田窪瑞季,今井香歩,中前佳那子,中島隆行, 棚瀬知明
    • Organizer
      日本化学会第100回春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 非対称銅二核錯体触媒を用いたギ酸の分解反応機構2019

    • Author(s)
      今井香歩, 中前佳那子, 浦康之, 中島隆行, 棚瀬知明
    • Organizer
      第66回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アミノ基を有する四座ホスフィンに支持されたRh二核錯体の合成と反応性2019

    • Author(s)
      前田侑希,中前佳那子,中島隆行,棚瀬知明
    • Organizer
      第69回錯体化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] PNP架橋を有する新奇直鎖状四座ホスフィンに支持されたPd/Pt混合金属4核鎖の合成と反応2019

    • Author(s)
      森田優花, 田中美帆, 濱田磨美, 中前佳那子, 浦康之, 中島隆行, 棚瀬知明
    • Organizer
      第69回錯体化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2021-12-27  

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