| 研究領域 | 配位アシンメトリー：非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04580
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
藤内 謙光 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30346184)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 多孔質構造 / 電荷補助型水素結合 / 自己組織化 / らせん / 超分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、複数の有機分子を階層的、自律的に組み上げることによって、デザイン可能なアシンメトリックナノ空間を有する超分子多孔性物質を構築する。このような多孔性物質のナノ空間表面を配位性分子で化学修飾し、触媒金属を配位させることで精緻にコントロールされた非対称反応場を創出し、物理刺激（光、熱）を印加することにより反応が進行する高度に制御された超分子不斉ナノリアクターを創製する。さらに、究極的にはCO2を比較的温和な条件でアミノ酸等へのキラル物質変換することに挑戦する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、複数種の有機分子を階層的かつ自律的に組み上げることによって超分子多孔質構造を構築し、化学修飾により配位性部位を空孔表面に露出させることで目的に応じた触媒金属を導入して、空孔内に高度に制御された反応場を構築することを目的としている。
同じptsネットワークトポロジーを基本としながら多孔質構造を構築するために、平面分子であるビフルオレン骨格を持つ2, 2’, 7, 7’-テトラキス(4-スルホフェニル)スピロビフルオレン (spiroBPS) を用いた。このスルホン酸と前年開発したF、Cl、Br、Iを導入したTPMA誘導体を合成し、spiroBPS多孔質材料を作成した。TPMA-Br塩とTPMA-I塩については、トポロジーpthを有し、スルホン酸同士が60°ずつ交差した構造を得られていることが単結晶X線構造解析の結果から判明した。また、TPMA-CF3塩についてもトポロジーptsを有し、スルホン酸同士が約90°で直交した構造が得られていることが判った。いずれの結晶においても置換基のかさ高さにより、相互貫入がなく、空隙率が50%を超える高空隙な構造であり、スピロビフルオレン骨格のひずみに起因したキラルな空間群を持つ構造であり、アシンメトリック配位空間を実現できた。またそれぞれの結晶においてもアキラルなゲストではプラス向きとマイナス向きのCPLを発現する結晶が混在したラセミ体(自然分晶)となり、エナンチオピュアな材料の構築は困難であった。しかしながら、貧溶媒にキラル源となるテルペン化合物を加えることでそれぞれのエナンチオピュアな材料を誘導することに成功した。これらを用いて固体円偏光の測定を行ったところ、非常に効果的にCPLが発現していることが判った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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