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基質の配座固定能をもつ可視光応答性中空錯体の構築と特異的可視光反応

研究課題

研究課題/領域番号 19K15581
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

竹澤 浩気  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (60813897)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード自己組織化 / 可視光反応 / ホスト-ゲスト / 錯体化学 / 配座固定 / 有機合成化学 / 分子認識 / ホスト-ゲスト
研究開始時の研究の概要

反応基質の配座・立体環境を制御可能な中空錯体に対し可視光応答部位(光増感部位)を組み込んだ新奇可視光応答性中空錯体を合成する。この中空錯体を用い、通常の条件では合成困難な化合物を、前駆体の配座制御によって単工程で合成する手法を実現する。また、本研究で開発した反応系を高い歪みをもつ環状化合物や高度に修飾された基質の立体選択的合成へと展開する。

研究成果の概要

本研究では、可視光応答性と配座固定能をもつ自己組織化中空錯体を新奇に合成し、分子認識能を活かした特異的可視光反応を開発することを目的とした。可視光応答性をもつRu(II)またはIr(III)錯体、Pd(II)またはPt(II)錯体とピリジンを配位部位とするパネル状配位子から、分子認識可能な空孔をもつ中空錯体を合成した。中空錯体は分子量250程度の炭化水素まで包接できた。Ru(II)を含む中空錯体にアルケンを包接し可視光を照射すると、酸化反応が効率よく進行した。Ir(III)を含む中空錯体では可視光によるオレフィンのE-Z異性化や酸化的開裂反応が、従来の光増感剤に比べ短時間・高収率で進行した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

可視光(蛍光灯や太陽光)を用いた有機反応は、物質合成に必要なエネルギーを抑えるのみならず、副生成物の少ないクリーンな反応としても意義深い。可視光応答性の触媒は一般に基質から離れて作用するため、反応の効率や選択性が低いことも多い。本研究では、高効率・高選択性の可視光反応を、標的基質の包接ができる中空錯体を用いて実現する新しい手法を開発した。可視光反応の応用範囲を広げる一歩となる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Confinement of Water-Soluble Cationic Substrates in a Cationic Molecular Cage by Capping the Portals with Tripodal Anions2020

    • 著者名/発表者名
      Takezawa Hiroki、Tabuchi Ryosuke、Sunohara Haruka、Fujita Makoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 42 ページ: 17919-17922

    • DOI

      10.1021/jacs.0c08835

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced reactivity of twisted amides inside a molecular cage2020

    • 著者名/発表者名
      Takezawa Hiroki、Shitozawa Kosuke、Fujita Makoto
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 12 号: 6 ページ: 574-578

    • DOI

      10.1038/s41557-020-0455-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Robust Double-walled Knotted Cage Revealed Guest Binding through Adaptive Portal Expansion2020

    • 著者名/発表者名
      Tamura Yukari、Takezawa Hiroki、Fujita Makoto
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 号: 8 ページ: 912-914

    • DOI

      10.1246/cl.200282

    • NAID

      130007884737

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Double-Walled Knotted Cage for Guest-Adaptive Molecular Recognition2020

    • 著者名/発表者名
      Tamura Yukari、Takezawa Hiroki、Fujita Makoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 12 ページ: 5504-5508

    • DOI

      10.1021/jacs.0c00459

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Demethylenation of Cyclopropanes via Photoinduced Guest‐to‐Host Electron Transfer in an M 6 L 4 Cage2019

    • 著者名/発表者名
      Cullen William、Takezawa Hiroki、Fujita Makoto
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 58 号: 27 ページ: 9171-9173

    • DOI

      10.1002/anie.201904752

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Controlled Cyclization of Arylalkynes through Folding inside a Molecular Cage2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Takezawa, Harumi Hayakawa, Makoto Fujita
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic behavior of double-walled cages in the self-assembly and the guest recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Yukari Tamura, Hiroki Takezawa, Makoto Fujita
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Diastereoselective pericyclic cascades of linear terpenoids through conformational control in a bowl-shaped host2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kanda, Hiroki Takezawa, Makoto Fujita
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 可視光応答性 Ir/Pt 中空ホスト錯体の構築と効率的可視光反応2021

    • 著者名/発表者名
      春原 晴香、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ルイス塩基部位を持つ蓋状アニオンのかご型錯体への付与とゲスト包接促進2021

    • 著者名/発表者名
      谷口 旺、春原 晴香、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 三脚型蓋状アニオンによるカチオン性かご型錯体へのカチオン包接と構造制御2021

    • 著者名/発表者名
      田淵 凌輔、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光・酸化還元活性中空錯体の構築に向けた含カルバゾール配位子の合成2021

    • 著者名/発表者名
      川口 悠伍、田村 有佳梨、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 中空錯体への包接による芳香族化合物とアルデヒドの縮合反応制御2021

    • 著者名/発表者名
      飯塚 健太、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Stereoselective cascade cyclization of linear terpenoids using a bowl-shaped host2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kanda, Hiroki Takezawa, Makoto Fujita
    • 学会等名
      錯体化学会 第70回討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 中空錯体への閉じ込めによる分子操作と反応精密制御2020

    • 著者名/発表者名
      竹澤 浩気
    • 学会等名
      錯体化学若手の会 第18回 Web勉強会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可視光応答性イリジウム多核ホスト錯体の自己集合構築と光反応への展開2020

    • 著者名/発表者名
      春原 晴香、小山田 健太、竹澤 浩気、藤田誠
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] かご型錯体空孔における共包接を利用したアミドのねじれ誘起加水分解2020

    • 著者名/発表者名
      志渡澤 幸佑、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Guest-adaptive molecular recognition by a double-walled coordination cage2020

    • 著者名/発表者名
      田村 有佳梨、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 蓋状アニオンによるかご型錯体の分子包接能拡張2020

    • 著者名/発表者名
      田淵 凌輔、春原 晴香、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 空孔包接による直鎖状テルペノイドの配座制御と熱的環化反応2020

    • 著者名/発表者名
      神田 智哉、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 中空錯体への包接を利用したポリインの配座固定と環化反応制御2020

    • 著者名/発表者名
      早川 遥海、神田 智哉、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Amide Activation by Twistingin a Coordination Cage2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Takezawa, Makoto Fujita
    • 学会等名
      7th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive and Dynamic Guest Binding by a Double-Walled Knotted Cage2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Tamura, Hiroki Takezawa, Makoto Fujita
    • 学会等名
      錯体化学会 第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Heterometallic Coordination Cages with Visible Light Responsive Moieties at the Vertexes2019

    • 著者名/発表者名
      Haruka Sunohara, Hiroki Takezawa, Makoto Fujita
    • 学会等名
      錯体化学会 第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] かご型錯体への包接によるアミドのねじれ誘起と活性化2019

    • 著者名/発表者名
      志渡澤 幸佑、竹澤 浩気、藤田 誠
    • 学会等名
      錯体化学会 第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective Electrophilic Reactions of Flexible Terpenoids through Conformational Fixing in a Confined Cavity2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kanda, Hiroki Takezawa, Makoto Fujita
    • 学会等名
      7th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] ホスト分子の包接能の変更方法、包接体の製造方法、包接体、単結晶、複合体、及び標的分子捕捉用キット2021

    • 発明者名
      藤田 誠、竹澤 浩気
    • 権利者名
      藤田 誠、竹澤 浩気
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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