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水素結合由来のサイコロ型ナノクラスターのキラリティと機能化

研究課題

研究課題/領域番号 14045251
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

宮田 幹二  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029322)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードクラスター / 水素結合 / サイコロ / 超分子 / キラリティー / 一級アミン / 有機酸 / 結晶構造解析
研究概要

我々の研究グループは、トリフェニルメチル基のような大きい置換基をもつカルボン酸と一級アミンの組合せから、有機ナノクラスター(4+4)が生成し、サイコロ型水素結合をもつことを発見した。本研究は、このサイコロ型ナノクラスターの構造と機能に関する研究をさらに発展させることを目的とし、得られた成果を以下に列挙する。
1.種々のサイコロ型有機ナノクラスターを合成することに成功した。トリフェニルメチル基をもつ有機酸と一級アミンの組合せを様々に変えた結果、例えば、トリフェニルメチル基をもつ方をカルボン酸から一級アミンに変えても、カルボン酸をスルフォン酸や塩化物イオンにさらにホスフォン酸に変えても、サイコロ型ナノクラスターの生成することがわかった。
2.ホスフォン酸を用いることでこれまでとは違った水素結合ネットワークを取ることが単結晶X線構造解析より明らかとなった。このネットワークではホスフォン酸に由来する酸素原子の非等価性が顕著となり、これまで得られていた結果以上にクラスターの非対称性が高まって、超分子キラリティーが明確となった。これにより意図のままにアキラルな分子から超分子キラリティーを出現させることができるようになった。
3.有機酸としてハロ酢酸のようなできる限り強い酸を用いて、サイコロ型ナノクラスターの生成を調べ、興味ある結果を得ている。
3.有機酸としてハロ酢酸のようなできる限り強い酸を用いて、サイコロ型ナノクラスターの生成を調べ、興味ある結果を得ている。4.これらのサイコロ型クラスターの形成は^1H-NMR,VPO,ESI-MSにより溶液中でも形成していることが明らかとなった。これによりこのクラスターは超分子キラリティーの溶液系へと発展する礎となり、機能化の実現に大きく前進したと考える。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (13件)

  • [文献書誌] K.Nakano: "Mechanism of Selective and Non-selective Enclathrations by a Host Compound Having Open Flexible Host Frameworks."European Journal of Organic Chemistry. 13. 2428-2436 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sada: "Organic Layered Crystals with Adjustable Interlayer Distances of 1-Naphthylmethyl ammonium n-Alkanoates and Isomerism of Hydrogen-Bond Networks by Steric Dimension"Journal of the American Chemical Society. 126・6. 1764-1771 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nomura: "Crystal Structures and Topochemical Polymerizations of 7,7,8,8-Tetrakis(alkoxycarbonyl)quinodimethanes."Journal of the American Chemical Society. 126・7. 2035-2041 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kato: "Systematic structural study of asymmetric supramolecular assembly by a series of bile acid derivatives with different side-chain lengths."Crystal Growth & Design. 4・2. 263-272 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sada: "Well-defined ion-pair clusters of alkyl-and dialkylammonium salts of a sterically-hindered carboxylie acid. Implication for hydrogen-bonded Lys salt bridges."Chemistry Letters. 33・2. 160-161 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsumoto: "Solid-state photopolymerization of diacetylene-containing carboxylates with naphthylmethylammonium as the countercation in a two-dimensional array."Chemistry Letters. 33・2. 96-97 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 宮田幹二(分担執筆): "先端化学シリーズI 有機金属/キラル/触媒/高分子"丸善株式会社. 245-253 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsumoto: "Reaction Principles and Crystal Structure Design for the Topochemical Polymerization of 1,3-Dienes"Angew.Chem.Int.Ed.. 41・14. 2502-2505 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Itoh: "Topochemical Polymerization of 7,7,8,8-Tetrakis(methoxycarbonyl) quinodimethane"Angew.Chem.Int.Ed.. 41・22. 4306-4309 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yoswathananont: "A Novel Three-component Pseudo-polymorphism in the Cholamide Inclusion Crystals Promoted by the Combination of Organic Guest and Water"Chem.Lett.. (12). 1234-1235 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kato: "Interpretation of Enantioresolution in Nordeoxycholic Acid Channels Based on the Four-location Model"Chirality. 15・1. 53-59 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yoswathananont: "Dependence of Selective Enclathration on Types of Cholic Acid Crystals"Organic & Biomolecular Chemistry. 1・1. 210-214 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 宮田幹二(分担執筆): "一目でわかる先端化学の基礎"大阪大学出版会. 119-124 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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