| 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 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
19H04585
|
|---|
| 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 |
|---|
| 審査区分 |
理工系
|
|---|
| 研究機関 | 広島大学 |
|---|
研究代表者 |
灰野 岳晴 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (80253053)
|
|---|
| 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 |
4,940千円 (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)
|
|---|
| キーワード | らせん / カリックスアレーン / フラーレン / 不斉増幅 / 協同性 / 超分子ポリマー / 自己集合カプセル / 分子認識 / ポリマー / ビスキャビタンド / グラフェン / 近赤外発光 / 水クラスター |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本申請では，カリックスアレーンを基盤とした配位結合により生じる超分子らせんポリマーの不斉増幅，メモリー効果を利用した不斉分子認識空間の創成，不斉分離，不斉触媒システムを構築することを目的とする。
具体的には，カリックス[4]アレーンやレゾルシンアレーンを基盤とした超分子配位ポリマーのらせん構造をゲスト分子の包接により制御することで，らせん不斉を効率的に誘導する。さらに，不斉分子認識空間を創出し，それを不斉分離や不斉反応触媒に利用することを計画する。
|
| 研究実績の概要 |
我々は，集積型錯体や配位空間の構造や電子状態の非対称性・キラリティーから構造・機能・物性の異方性や指向性を有する新機能分子・材料を創成することを目的に，カリックスアレーンやポルフィリン，フラーレンを用いたキラルな超分子構造を構築してきた。これまでの実績について概要を報告する。
フラーレンとカリックス[5]アレーンの会合を利用して形成されるらせん超分子フラーレンポリマー構造を合成することに成功した。フラーレンのらせん配列を原子間力顕微鏡や円二色性スペクトルを用いて確認した。特に，フラーレンのらせん誘起が重合度に依存して協同的に起こっていることを見出した。
イソオキサゾール環を組み込んだカルバゾール誘導体の超分子積層構造が双極子-双極子相互作用によりらせん構造を形成することを明らかにした。この超分子ポリマーは核形成-伸長過程を経る協同的自己集合により生成することを明らかにした。また，重合体形成に伴う協同性の発現が，単量体の光学純度以上のらせん性を誘起する不斉増幅現象を示した。
カリックスアレーン三重らせん錯体の水溶化に成功し，二分子のカチオン性ゲスト分子を協同的に包接することを明らかにした。一つのゲスト分子の包接により，空孔が拡張されることで二分子目のゲスト分子の包接が促進されことで協同性が発現したことがわかった。
レゾルシンアレーンを二分子つないだヘミカルセランドの合成に成功した。このホスト分子は，金属イオンの添加により空孔の伸縮を制御することができるため，ゲスト分子の包接を制御できるアロステリックなホスト分子として機能した。また，空孔の伸縮によりゲスト分子が圧縮されることでゲスト分子の配座を自在に制御できる機能を生み出した。
エッジに長鎖アルキル基を導入したグラフェンが異方的に集積し，超分子積層ポリマーを形成することを見出した。
|
| 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。
|
| 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。
|
