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2018 年度 実績報告書

N-Heterocyclic Carbene-modified Gold Nanoclusters: Novel Materials with Potential Biological Applications

研究課題

研究課題/領域番号 16K13962
研究機関名古屋大学

研究代表者

CRUDDEN Cathleen  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 客員教授 (10721029)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードNano Materials / Nanocluster / N-Heterocyclic Carbene / Gold / Thiol / Biological Applications / Stability
研究実績の概要

金属ナノ粒子、ナノクラスターはバルク金属、金属錯体とも異なる物性を示すことから新規金属材料として注目を集めている。その中でも金ナノ物質は生体イメージングとしての応用が期待されてきたが、生体環境下での安定性が大きな課題であった。これまでにN-ヘテロサイクリックカルベン(NHC)を用いることで金表面、金ナノ粒子を極めて安定化させることを見出している。本研究では安定性に優れたNHCで修飾された新規金ナノクラスターの創製を目指した。本年度は二座NHC配位子を有する金錯体からのボトムアップ合成による金ナノクラスターの創製を行った。昨年度に二座NHC配位子を用いることで温度やチオールに対して非常に安定な金ナノ粒子を得ることに成功している。この知見を基に、アルキル基で架橋したイミダゾリウム塩を合成した。次に塩基存在下、塩化金ジメチルスルフィド錯体と反応させることで二座NHC-金錯体を得た。得られた金錯体を水素化ホウ素ナトリウムを用いて還元することで、金ナノクラスターを得ることに成功した。質量分析(ESI-TOF)によって、得られた金クラスターは金原子を14個、二座NHCは5つ有するものが主生成物であることがわかった。興味深いことに、得られた金クラスターはアセトニトリル中80Cで1日加熱してもクラスター構造が保たれており、温度に対して極めて高い安定性が示唆された。また金クラスターはオレンジ色の蛍光を示すことも明らかとなった。生体内での安定性評価には至っていないが、本研究の目標である安定な金ナノクラスターの創出に向けた非常に重要な研究成果が得られたと考えている。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] Queen's University/McGill University/The University of Toronto(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      Queen's University/McGill University/The University of Toronto
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] China University of Political Science(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      China University of Political Science
  • [国際共同研究] University of Jyvaskyla(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Jyvaskyla
  • [雑誌論文] N-Heterocyclic Carbene-functionalized Magic-number Gold Nanoclusters2019

    • 著者名/発表者名
      Mina R. Narouz, Hannu Hakkinen, Tatsuya Tsukuda, Cathleen M. Crudden, et al
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1038/s41557-019-0246-5

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cu‐Catalyzed Desulfonylative Amination of Benzhydryl Sulfones2019

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Nambo Yasuyo Tahara Dr. Jacky C.‐H. Yim, Cathleen M. Crudden
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 25 ページ: 1923-1926

    • DOI

      10.1002/chem.201805638

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation and conversion of an N-heterocyclic carbene on Pt(111)2018

    • 著者名/発表者名
      Yang Zeng, Tianchi Zhang, Mina R. Narouz, Cathleen M. Crudden, Peter H. McBreen
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 ページ: 12527-12530

    • DOI

      10.1039/C8CC06894A

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-Assembled N-Heterocyclic Carbene-Based Carboxymethylated Dextran Monolayers on Gold as a Tunable Platform for Designing Affinity-Capture Biosensor Surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Zhijun Li, Kim Munro, Mina R. Narouz, Andrew Lau, Hongxia Hao, Cathleen M. Crudden, J. Hugh Horton
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials and Interfaces

      巻: 10 ページ: 17560-17570

    • DOI

      10.1021/acsami.8b02595

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Structural and Electrochemical Effects of N-Heterocyclic Carbene Monolayers on Magnesium2018

    • 著者名/発表者名
      Lisa Stephens, J. Daniel Padmos, Mina R. Narouz, Abrar Al-Rashed, Chien-Hung Li, Nicholas Payne, Matthew Zamora, Cathleen M. Crudden, Janine Mauzeroll, J. Hugh Horton
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 165 ページ: G139-G145

    • DOI

      10.1149/2.0501811jes

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Toward game-changing molecular materials2019

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      International ERATO Itami Molecular Nanocarbon Symposium 2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Metal catalysts, clusters and surfaces: Catalytic preparation of chiral bio-molecules and carbon-based self-assembled monolayers2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      Southwestern Ontario Undergraduate Chemistry Conference
    • 招待講演
  • [学会発表] N-heterocyclic carbenes as ligands for metal surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Organoboron compounds in cross coupling chemistry and as catalysts for FLP reductions2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal catalysts, clusters and surfaces from carbon-based self assembled monolayers2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      25th Canadian Symposium on Catalysis
    • 招待講演
  • [学会発表] N-Heterocyclic Carbenes as Ligands for Surfaces, Nanoparticles and Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      CIC Catalysis Award Lecture, 101st Canadian Society for Chemistry annual conference
    • 招待講演
  • [学会発表] Main Group Catalysis in the Reduction of Organic Compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      Si Symposium for Bob West, 101st Canadian Society for Chemistry annual conference
    • 招待講演
  • [学会発表] Borenium Ions and Cross-Coupling Transformations of Multiply Borylated Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      Boron in the Americas XVI “Boron in Catalysis
    • 国際学会
  • [学会発表] The Many Dimensions of Stereochemistry: Catalysis, Chemical Biology, Macromolecules, and Synthesis, “Sulfur in the Suzuki- Miyaura Reaction"2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 招待講演
  • [学会発表] N-heterocyclic Carbenes on Au and Cu Surfaces: Opportunities in ALD and ALE2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      American Vacuum Society, 65th International symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Advances in the Suzuki-Miyaura Reaction and Catalysis with NHC-modified materials2018

    • 著者名/発表者名
      Cathleen Crudden
    • 学会等名
      International Kyoto Conference on Organic Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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