水素結合に基づき自己組織化した三次元ハイブリッド金属錯体の構造と機能発現

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10126227
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 増田 秀樹 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (50209441)
• キーワード: 水素結合 / ハイブリッド / 自己組織化 / 分子設計

研究概要

水素結合とπ-d電子系を組み合わせた三次元ハイブリッド組織構造体の設計・制御、特に自己組織化とその形成過程に着目し、以下の2つについて研究を遂行した。
(1) アルカリ金属を含むテトラキスイミダトパラジウム錯体における無限鎖状超分子構造とその制御: 核酸塩基の一種であるウラシルとNa_2PdCl_4を4:1で反応させたところ、ウラシルがパラジウムに4分子配位した錯体の形成が確認された。この錯体分子は結晶中で無限柱状構造を形成しており、それが隣接するウラシル分子との間でスタッキングし、その結果チャンネル構造を形成していることが分かった。チャンネルサイズをコントロールすることによって、分子フィルターとしての観点からも極めて興味深い。
(2) アルギニン金属錯体に見られる自己組織化と構造制御: 水素結合に基づき自己集合的に会合体を形成するアルギニン銅錯体とジカルボキシレートとの特異的な分子会合体を見い出し、その組織構造化の過程及びその制御因子を溶液及び固体中について検討した。その結果、ジカルボン酸としてm-フタレートを用いたところ、得られた構造はL-アルギニンを用いたところ、右巻きの無限二重らせん構造を、アルギニンのD体を用いたところ、左巻の無限二重螺旋構造体が得られた。これらの事実は二重らせん構造の巻く方向がコントロールできることを示している。即ち、ジアニオンを種々選択することにより、特異な自己組織化構造体の形成を制御できることが示された。このような挙動は、溶液中でも存在することが銅錯体の代わりにパラジウム錯体を用いて検討したところ、そのNMR挙動から確認された。

研究成果

• [文献書誌] M.Mizutani: "Foramation of a Novel Diaqua Disodium Tetrakis(1-methyluracilato)palladium Complex with a Unique Supramolecular Channel Structure." Chem.Lett.663-664 (1998)
• [文献書誌] M.Mizutani: "An Infinite Chiral Single-helical Structure formed in Cu(II)-L-/D-glutamic Acid System." Inorg.Chim.Acta. 298. 105-110 (1998)
• [文献書誌] K.Kobayashi: "Self-assembly of Porphyrin Arrays by Hydrogen Bonding in the Solid State:An Orthogonal Porphyrin-bisresorcinol System." Chem.Eur.J.4. 417-424 (1998)
• [文献書誌] N Ohata: "Aromatic Carboxylate-controlled Self-Organization of Copper(II)-L-arginine Complexes." Inorg.Chim.Acta. 286. 37-45 (1999)
• [文献書誌] M.Mizutani: "Nucleobase Stacking Evidenced on Ternary Metal(Palladium(II),Copper(II)) Complexes with Nucleobase Amino Acids and Aromatic Diimines." Inorg.Chem.38. 420-421 (1999)
• [文献書誌] M.Mizutani: "Structural Evidence for an Intramolecular CH-p Interaction in Ternary Metal (Cu(II),Pd(II))Complexes Involving o-/m-/p-Methyl Substituted Phenylalanine and 1,10-Phenanthroline." Bull.Chem.Soc.Jpn.(印刷中). (1999)
• [文献書誌] H.Masuda: "アミノ酸金属錯体の示す特異な自己組織化と自己修復現象" 日本結晶学会誌, 8 (1998)