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2005 年度 実績報告書

人工多座配位子を用いた金属錯体の空間配列および特異な動的機能のプログラミング

研究課題

研究課題/領域番号 16105001
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, 教授 (60187333)

研究分担者 田中 健太郎  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (40281589)
平岡 秀一  東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (10322538)
加藤 立久  城西大学, 大学院理学研究科, 嘱託研究員 (80175702)
木村 榮一  広島大学, 医学部, 名誉教授 (30034010)
キーワード金属錯体 / プログラム分子 / 人工DNA / 金属配列 / 分子カプセル / 環状ペプチド / 多座配位子 / 動的錯体
研究概要

本研究は、金属イオンの時空間配列を精密にプログラムする生体高分子系および完全人工系多座配位子を用いて、ナノ〜メゾスコピックスケールの集積型金属錯体をデザイン・合成し、金属配列の制御および金属錯体の動的機能構築を行うことを目的とした。具体的には、生体高分子をモチーフとした、一次元同種・異種金属クラスターと中空構造をもつ積層型ナノチューブ、完全人工系多座配位子を用いる分子運動素子と分子カプセルの構築を行った。詳細は以下のとおりである。
(1)DNAの水素結合型塩基対を金属錯体型塩基対に置換することにより、異種金属イオンを二重らせん軸上でプログラムする方法を確立し、さらに長鎖DNAの構築を目指して合成法の検討を行った。
(2)大環状ペプチドを用いて、異種金属イオンの選択的捕捉を実現した。水素結合あるいは配位結合により積層するナノチューブの構築へ展開している。
(3)2種類のディスク状3座および6座配位子配位子と3個の銀イオンからなる分子ボールベアリングの回転速度を、配位子環のサイズや各種官能基の導入により、広範囲に制御できた。また、金属イオンがリンクするダブル分子ボールベアリングの構築に成功した。同一分子内の2つのボールベアリングの回転運動は、リンク部分を通して同期していることが種々の実験から示唆された。
(4)6個の遷移金属イオンと8枚の有機ディスク状配位子からなる、直径数nmサイズの球状分子カプセルを構築した。既に10種類以上の遷移金属イオンで同様の構造を得ることが成功し、特に水銀錯体が金属イオンと配位子の比率の変化に伴い、カプセル型とかご型錯体が定量的に相互変換することが明らかになった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] A Supramolecular Approach to Metal Array Programming Using Artificial DNA2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shionoya
    • 雑誌名

      Nanotechnology : Science and Computation, Part IV Elctronics, Nanowire and DNA(Springer-Verlag)

      ページ: 191-198

  • [雑誌論文] Programmed Metal Arrays by Means of Designable Biological Macromolecules2006

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

      Nano Redox Sites - Nano-Space Control and Its Applications(Springer-Verlag)

      ページ: 155-165

  • [雑誌論文] Quantitative Dynamic Interconversion between Ag (I)-Mediated Capsule and Cage Complexes Accompanying Guest Encapsulation/Release2005

    • 著者名/発表者名
      S.Hiraoka, K.Harano, M.Shiro, M.Shionoya
    • 雑誌名

      Angew.Chem.,Int.Ed. 44

      ページ: 2727-2731

  • [雑誌論文] Heterogeneous Assembly of Silver(I) and Calcium(II) Ions Accompanying a Dimer Formation of cyclo(L-Ala-L-Met)32005

    • 著者名/発表者名
      T.Okada, K.Tanaka, M.Shiro, M.Shionoya
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      ページ: 1484-1486

  • [雑誌論文] Analysis of Hydrogen-Terminated Si(111) Surface by Infrared Multiple-Angle Incidence Resolution Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kakuda, T.Hasegawa, T.Tanaka, K.Tanaka, M.Shionoya
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 415

      ページ: 172-175

  • [雑誌論文] 人工DNAを用いて金属イオンを並べる2005

    • 著者名/発表者名
      塩谷光彦
    • 雑誌名

      化学と教育 53・No,1

      ページ: 4-7

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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