金属錯体の階層的な組織化によるソフトな化学空間の配位プログラミング

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
• 研究課題/領域番号: 21108012
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 田中 健太郎 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40281589)
• 研究分担者: 山田 泰之 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助教 (10385552)
• 連携研究者: 河野 慎一郎 名古屋大学, 大学院理学研究科, 助教 (10508584)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 超分子化学 / 自己組織化 / ナノ材料 / 分子機械 / 分子認識

研究概要

個々の分子を思い通りに組織化することで分子間コミュニケーションを演出し、分子一つ一つには見られなかった新しい反応性、電子的特性、磁性などを生み出すための分子組織化学研究を行った。バイオインスパイアードな方法論、超分子化学的な方法論を用い、各種金属錯体を自在配列化し、特徴的な電子的相互作用を生み出すことに成功した。例えば、4重ロタキサン構造により自己組織的に会合することで、フタロシアニンとポルフィリンが面と面を合わせてスタッキングしたアレイを構築した。この超分子アレイを用いることで、金属イオン間の可逆的なスピン間相互作用のスイッチング現象を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Sequential and Spatial Organization of Metal Complexes inside a Peptide Duplex (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamada, T.Kubota, M.Nishio, and K.Tanaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 ページ: 6505-6509
• [雑誌論文] Repetitive Stepwise Rotaxane Formation toward Programmable Molecular Arraying (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamada, M.Okada, and K.Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 ページ: 11053-11055
• [雑誌論文] Triply Stacked Heterogeneous Array of Porphyrins and Phthalocyanine through Stepwise Formation of a Fourfold Rotaxane and an Ionic Complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamada, N. Mihara, S. Shibano, K.Sugimoto, and K.Tanaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 ページ: 11505-11508
• [雑誌論文] Synthesis of a Hetero-Dinuclear Metal Complex in a Porphyrin/Phthalocyanine Four-Fold Rotaxane (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamada, N.Mihara, and K.Tanaka
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 42 ページ: 15873-15876
• [雑誌論文] Double Helices of a Pyridine-Appended Zinc Chlorophyll Derivative (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Shinozaki, G.Richards, K.Ogawa, A.Yamano, K.Ohara, K.Yamaguchi, S.Kawano, K.Tanaka, Y.Araki, T.Wada, and J.Otsuki
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 ページ: 5262-5265
• [雑誌論文] Metal-Induced Structural Switching of a Folded Quinone-Sandwiched Porphyrin (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamada, K.Tanaka
  • 雑誌名: J. Inorg. Organomet. Polym. 巻: 23 ページ: 180-185
• [雑誌論文] Switchable Intermolecular Communication in a Four-Fold Rotaxane (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamada, M.Okamoto, K.Furukawa, T.Kato, K.Tanaka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 ページ: 709-713
• [雑誌論文] Room-Temperature Single Molecular Memory (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kano, Y.Yamada, K.Tanaka, and Y.Majima
  • 雑誌名: App. Phys. Lett. 巻: 100 ページ: 053101(1-3)
• [雑誌論文] Direct Conductance Measurement of Individual Metallo-DNA Duplexes within Single-Molecule Break Junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Liu, G.H.Clever, Y.Takezawa, M.Kaneko, K.Tanaka, X.Guo, M.Shionoya
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 50 ページ: 9048-9052
• [雑誌論文] Crystal Structures of Stacked Ionic Assemblies of Tetracationic and Tetraanionic Porphyrins
  • 著者名/発表者名: Y.Yamada, S.Matsumoto, K.Yamada, T.Nishino, N.Mihara, K.Sugimoto, K.Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: (accepted)
• [雑誌論文] Coordination Oligomers and Polymers of an Oxazole-Appended Zinc Chlorophyll Derivative
  • 著者名/発表者名: Y.Shinozaki, I.Yoshikawa, K.Araki, K.Ohara, K.Yamaguchi, S.Kawano, K.Tanaka, Y.Araki, T.Wada, J.Otsuki
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: (accepted)
• [学会発表] Hierarchical Construction of Soft Nano Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka
  • 学会等名: The 2nd Japan-France Coordination Chemistry Symposium
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20131124-28
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Architecture of Metal Complexes (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka
  • 学会等名: The 3rd CAMPUS Asia Symposium
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20131107-09
  • 招待講演
• [学会発表] Macrocyclic Columnar Liquid Crystals Formed via Hierarchical Self-Assembly (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka
  • 学会等名: The 2nd Canada-Japan Joint Symposium on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 20131101-02
  • 招待講演
• [学会発表] 金属錯体分子組織の階層的構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎
  • 学会等名: 第7回バイオ関連シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] Programmable Arraying of Metal Complexes for Inter-Molecular Communications (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka
  • 学会等名: 1st CAMPUS Asia Symposium (CAMPUS Asia in Chemistry : Cutting Edge Science and Technology in Chemistry and Materials - A Coorerative Asian Education Gateway for a Sustainable Society)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20120312-13
  • 招待講演
• [学会発表] Programmable Arraying of Metal Complexes on Supramolecular Templates (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka
  • 学会等名: 3rd Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC3)
  • 発表場所: New Delhi, India
  • 年月日: 20111017-20
  • 招待講演
• [学会発表] Programmable Stacked Arrays of Porphyrin and Phthalocyanine (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka
  • 学会等名: The France-Japan Coordination Chemistry Symposium (FJCCS)
  • 発表場所: Rennes, France
  • 年月日: 20110628-0702
  • 招待講演
• [学会発表] Programmable Metal Assembly in Artificial DNA and PNA (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka, Y.Yamada, M.Suzuki, S.Kano, Y.Minagawa, Y.Azuma, Y.Majima
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2010)
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 20101215-20
  • 招待講演
• [学会発表] Hierarchical Programmed Arrays of Metal Complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka
  • 学会等名: 8^<th> China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds (8^<th> CJSMCC)
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 20100810-12
  • 招待講演
• [学会発表] 生体高分子から発想した配位プログラミング (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎
  • 学会等名: 第3回ChemBioハイブリッドレクチャー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-11-06
  • 招待講演
• [学会発表] 生体高分子から発想した配位プログラミング (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2010-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] 階層的な配位プログラミングによる化学空間構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎
  • 学会等名: 日本化学会第4回関東支部大会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2010-08-30
  • 招待講演
• [学会発表] 金属錯体の精密組織プログラミング (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎
  • 学会等名: 高分子学会ポリマーフロンティア21
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-06-11
  • 招待講演
• [学会発表] 階層的な組織化による化学ナノ空間の創製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎
  • 学会等名: 第12回生命化学研究会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2010-01-08
  • 招待講演
• [学会発表] 金属錯体集積化のプログラミング (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中健太郎
  • 学会等名: 生物物質科学フォーラム第3回講演会
  • 発表場所: 石川
  • 年月日: 2009-11-13
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://supra.chem.nagoya-u.ac.jp/