| 研究領域 | 配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製 |
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| 研究課題/領域番号 |
21108011
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
吉沢 道人 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (70372399)
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| 研究期間 (年度) |
2009 – 2013
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| 研究課題ステータス |
完了 (2011年度)
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| 配分額 *注記 |
28,210千円 (直接経費: 21,700千円、間接経費: 6,510千円)
2011年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2010年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 配位プログラム / 超分子 / 分子集積 / 芳香族分子 / 自己組織化 / 平面状金属錯体 / 集積化 / 配位結合 / スピン-スピン相互作用 |
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| 研究概要 |
比較的大きな芳香族分子は非局在化した複数のπ電子を有するため、興味深い分光学的性質を示す。これらを集積したカラム状構造体は、π共役系の三次元的な拡張により、分子単独では観測されない特異な物性を発現する。我々は最近、有機多座配位子と金属イオンの自己組織化により、芳香環の7重集積体を簡便かつ精密に組み上げることに成功した(M.Yoshizawa et al.,JACS,2008,130,5832-5833)。この7重集積体は、上下2つの芳香族分子を有する2つの箱型分子が3次元的にインターロックして、その間に3つの芳香族分子がインターカレーションした構造である。そこで本年度は、7重集積体の"側面官能基化"による1次元自己組織化を達成したので報告する。
まず、芳香環7重集積体の構成成分である、官能基を導入した新規ピラー状配位子は、Diels-Alder反応により効率良く合成した。次に、合成したピラー状配位子、パネル状配位子、シス位をエチレンジアミンで保護したパラジウム錯体(4:6:12の比率)を過剰量のトリフェニレン存在下、水中で混合することにより、目的とする側面を官能基化した7重集積体を定量的に構築することに成功した。この構造は、詳細なNMRおよびX線結晶構造解析により決定した。その結晶構造では、7枚の芳香環が約3.5Aの面間距離で集積していることから、効果的なπ-π相互作用が働いていることが示された。^1HNMRにおいて芳香環に由来するシグナルは、低濃度でシャープに観測されるのに対して、高濃度では顕著にブロード化した。また、DOSYによる拡散係数の値も大きく変化した。さらに、7重集積体はリオトロピック液晶性を発現した。以上のことから、側面官能基化した7重集積体は、高濃度で分子間スタッキングして、1次元方向に自己集積することが明らかになった。
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