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2020 年度 実績報告書

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

総括班

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 16H06508
研究機関東京大学

研究代表者

塩谷 光彦  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60187333)

研究分担者 寺西 利治  京都大学, 化学研究所, 教授 (50262598)
植村 卓史  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (50346079)
君塚 信夫  九州大学, 工学研究院, 教授 (90186304)
研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
キーワード配位アシンメトリー / 金属錯体 / 分子集積化
研究実績の概要

本領域研究は、金属元素を立体制御、反応場、物性発現の場と捉え、未開拓であった金属錯体における非対称配位圏の設計・合成法と異方集積化法を理論・実験・計測により開拓することを目的とした。
具体的には、配位結合の分子レベル制御(分子アシンメトリー)に基づき、金属錯体ならびにその集積体(集積アシンメトリー)、空間構造(空間アシンメトリー)、電子状態(電子系アシンメトリー)の非対称性・キラリティー構築を図った。その結果、驚異の安定性を実現する四面体「不斉亜鉛」錯体、自発的な非対称分子組織化と光誘起過冷却液体化現象、史上最薄のプラスチックを創製、イオン性ナノ結晶の部分・全イオン交換による構造変態と応用、を始めとする研究成果が約1,500報の学術論文・総説・著書に発表された。これらの多くが領域内外の共同研究により行われ、さらには総括班が中心となって開催された「融合基礎・実習コース」や「若手勉強会」を通して若手人材育成が強力に推進された。
本領域研究は、「非対称性(アシンメトリー)」の化学を周期表の約8割を占める金属元素、特に最も困難とされていた置換活性金属錯体の「金属中心の不斉誘導」と「絶対配置の安定化」を実現し、集積型金属錯体「不斉金属の化学」を飛躍的に進展させた。この化学は、さらに周期表のすべての元素を対象とする「不斉元素の化学」や、可逆な動的結合により生じる「動的キラリティーの化学」に展開できると期待され、あらゆる物質科学に新たな潮流を起こすであろう。

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。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] The Philipps University of Marburg/Technische University of Dortmund/University of Muenster(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      The Philipps University of Marburg/Technische University of Dortmund/University of Muenster
  • [国際共同研究] 華東師範大学/南開大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      華東師範大学/南開大学
  • [国際共同研究] University of Birmingham(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Birmingham
  • [雑誌論文] N-Heterocyclic carbene-based C-centered Au(I)-Ag(I) clusters with intense phosphorescence and organelle-selective translocation in cells2022

    • 著者名/発表者名
      Z. Lei, M. Endo, H. Ube, T. Shiraogawa, P. Zhao, K. Nagata, X-L. Pei, T. Eguchi, T. Kamachi, M. Ehara, T. Ozawa, M. Shionoya
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 13 ページ: 4288-4288

    • DOI

      10.1038/s41467-022-31891-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Asymmetric Twisting of C-Centered Octahedral Gold(I) Clusters by Chiral N-Heterocyclic Carbene Ligation2022

    • 著者名/発表者名
      X.-L. Pei, P. Zhao, H. Ube, Z. Lei, K. Nagata, M. Ehara, M. Shionoya
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 144 ページ: 2156-2163

    • DOI

      10.1021/jacs.1c10450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstituting the C-Centered Hexagold(I) Clusters with N-Heterocyclic Carbene Ligands2021

    • 著者名/発表者名
      Z. Lei, X.-L. Pei, H. Ube, M. Shionoya
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 94 ページ: 1324-1330

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoarchitectonics for Coordination Asymmetry and Related Chemistry2021

    • 著者名/発表者名
      K. Ariga, M. Shionoya
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 94 ページ: 839-859

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200362

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light-Triggered, Non-Centrosymmetric Self-Assembly of Aqueous Arylazopyrazoles at the Air Water Interface and Switching of Second-Harmonic Generation2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagai, K. Ishiba, R. Yamamoto, T. Yamada, M. Morikawa, N. Kimizuka
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed.

      巻: 60 ページ: 6333-6338

    • DOI

      10.1002/anie.202013650

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transformations of Ionic Nanocrystals via Full and Partial Ion Exchange Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      M. Saruyama, R. Sato, T. Teranishi
    • 雑誌名

      Acc. Chem. Res.

      巻: 54 ページ: 765-775

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.0c00701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric construction of tetrahedral chiral zinc with high configurational stability and catalytic activity2020

    • 著者名/発表者名
      K. Endo Y. Liu, H. Ube, K. Nagata, M. Shionoya
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 11 ページ: 6263-6263

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20074-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel Porous Crystals with Macrocycle-Based Well-Defined Molecular Recognition Sites2020

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

      Acc. Chem. Res.

      巻: 53 ページ: 632-643

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.9b00566

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unimolecularly Thick Monosheets of Vinyl Polymers Fabricated in Metal-Organic Frameworks2020

    • 著者名/発表者名
      N. Hosono, S. Mochizuki, Y. Hayashi, T. Uemura
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 11 ページ: 3573-3573

    • DOI

      10.1038/s41467-020-17392-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Coordination-Driven Supramolecular Chemistry: Array, Space, Motion, and Asymmetry2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      ISICC-4 -the 4th International Symposium of Ionic Coordination Compound
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordination-Driven Supramolecular Chemistry: Array, Space, Motion, and Asymmetry2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      Mini-Symposium on Advanced Functional Materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordination-Driven Supramolecular Chemistry: Array, Space, Motion, and Asymmetry2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      ISMSC 2021 -the 15th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordination Asymmetry in Supramolecular Chemistry2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      Norway-Japan Symposium on Theoretical and Experimental Chemistry of Complex Systems (JSPS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] From Self-Assembly to Steric Control: Supramolecular Approaches based on Molecular Design2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Shionoya
    • 学会等名
      ISMSC 2021 -the (Virtual) International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 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

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/bioinorg/index.html

  • [備考] 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

    • URL

      http://www.asymmetallic.jp/group.html

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公開日: 2023-12-25  

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