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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

公募研究

研究領域ソフトクリスタル:高秩序で柔軟な応答系の学理と光機能
研究課題/領域番号 18H04502
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

田代 省平  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80420230)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード多孔性結晶 / 分子配列 / 単結晶X線回折 / 分子認識 / 超分子化学 / X線回折 / 共結晶化
研究実績の概要

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。
当該年度は、多孔性結晶MMFのキラル細孔内に二種化合物を同時配列化することにより、プロキラル化合物を面選択的に配列化できることを明らかにした。この成果は、MMF細孔内を不斉反応場として活用する上で重要な土台となる。また、MMF細孔内壁に配列したパラジウムイオンを活性場とすることにより、細孔内で光駆動型オレフィン移動反応が進行することを実験および理論的に明らかにした。さらに、MMF細孔内を異方的な一次元結晶化場として活用することを目的として、異なる化学組成を有する二種MMF細孔を異方的に接合したcore-shell型多孔性結晶を作成するとともに、その細孔内で色素分子が異方的に輸送されることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Face-selective adsorption of a prochiral compound on the chiral pore-surface of metal-macrocycle framework (MMF) directed towards stereoselective reactions2021

    • 著者名/発表者名
      Tashiro Shohei, Umeki Tsutomu, Kubota Ryou, Shionoya Mitsuhiko
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 225 ページ: 197-209

    • DOI

      10.1039/d0fd00019a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanistic Studies on Photoinduced Catalytic Olefin Migration Reactions at the Pd(II) Centers of a Porous Crystal, Metal-Macrocycle Framework2021

    • 著者名/発表者名
      H. Yonezawa, T. Shiraogawa, M. Han, S. Tashiro, M. Ehara, M. Shionoya
    • 雑誌名

      Chemistry Asian Journal

      巻: 16 号: 3 ページ: 202-205

    • DOI

      10.1002/asia.202001306

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel Porous Crystals with Macrocycle-Based Well-Defined Molecular Recognition Sites2020

    • 著者名/発表者名
      S. Tashiro, and M. Shionoya
    • 雑誌名

      Acc. Chem. Res.

      巻: 53 号: 3 ページ: 632-643

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.9b00566

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Core-Shell Metal-Macrocycle Framework (MMF): Spatially Selective Dye Inclusion through Core-to-Shell Anisotropic Transport along Crystalline 1D-Channels Connected by Epitaxial Growth2020

    • 著者名/発表者名
      S. Tashiro, S. Mitsui, D. W. Burke, R. Kubota, N. Matsushita, M. Shionoya
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 22 号: 8 ページ: 1306-1309

    • DOI

      10.1039/d0ce00120a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preferential Photoreaction in a Porous Crystal, Metal-Macrocycle Framework: PdII-Mediated Olefin Migration over [2+2] Cycloaddition2018

    • 著者名/発表者名
      H. Yonezawa, S. Tashiro, T. Shiraogawa, M. Ehara, R. Shimada, T. Ozawa, M. Shionoya
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 48 ページ: 16610-16614

    • DOI

      10.1021/jacs.8b08534

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rational synthesis of benzimidazole[3]arenes by CuII-catalyzed post-macrocyclization transformation2018

    • 著者名/発表者名
      Tashiro Shohei、Umeki Tsutomu、Kubota Ryou、Shionoya Mitsuhiko
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 号: 39 ページ: 7614-7619

    • DOI

      10.1039/c8sc03086c

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Structural control of a porous metal-macrocycle framework based on molecular adsorption to a local allosteric site2021

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Hayashi, Masahiro Asakura, Shinya Mitsui, Shohei Tashiro, Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reversible structural transformation of a porous metal-macrocycle framework induced by recognition of cyclic ethers2020

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Hayashi, Shohei Tashiro, Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アルコール包接を駆動力とした多孔性環状錯体結晶の異方的膨張と非対称変形2020

    • 著者名/発表者名
      朝倉 優浩・田代 省平・三井 伸也・塩谷 光彦
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Porous Metal-Macrocycle Framework (MMF): Precise Molecular Arrangement and Selective Catalytic Reactions2020

    • 著者名/発表者名
      Shohei Tashiro
    • 学会等名
      Japan-Norway Bilateral Symposium from Fundamental Chemistry to Porous Materials: Theory and Experiment
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エーテル分子の包接により誘起される多孔性MMF結晶の異方的構造変換2020

    • 著者名/発表者名
      林 龍之介・田代 省平・塩谷 光彦
    • 学会等名
      錯体化学会第70回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゲスト分子認識を駆動力とした多孔性分子結晶細孔の異方的膨張2019

    • 著者名/発表者名
      朝倉 優浩・三井 伸也・田代 省平・塩谷 光彦
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photo-Induced Olefin Migration Reaction at the PdII Sites Arranged on the Channel Surface of a Porous Metal-Macrocycle Framework (MMF)2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Tashiro, Hirotaka Yonezawa, Takafumi Shiraogawa, Masahiro Ehara, Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Soft Crystals
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of discrete and polymeric Ag(I) complexes of benzimidazole[3]arene2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Tashiro, Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      錯体化学会第68回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Metal-Macrocycle Framework (MMF): A Porous Crystal with Multiple Binding Pockets and Active Palladium Sites2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Tashiro, Hirotaka Yonezawa, Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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