研究課題
基盤研究(B)
構造の明確な巨大分子を、超分子集合体のように効率よく構築することができれば、分子と超分子の長所を併せもつナノ構造体を創製できるものと期待される。本研究では、高配位典型元素化合物の特性を活用することにより、ナノサイズの共有結合性大環状分子を、効率的なビルドアップ型手法で構築することを目的とした。5配位ケイ素化合物は、共有結合性化合物でありながら、遷移金属錯体のように可逆的に生成可能な結合と明確なgeometryを併せもつ。本研究では、この特性を活用し、加熱条件下で熱力学支配による効率的な合成を行うことができ、通常の条件では高い速度論的安定性をもつ大環状分子の合成に成功した。まず、高配位ケイ素ユニットとして、窒素の分子内配位により活性化されたヒドロシランを合成し、種々のジオールと反応させることで二次元大環状分子を合成した。さらに、この手法を三次元大環状分子の合成に応用するために、5配位ヒドロシランユニットを三角形の頂点部にもつパネル型分子を合成し、種々のジオールと反応させた。4,4'-ビフェノールとの反応では、クロロホルム中で両基質を単に加熱するだけで、高収率でナノサイズかご型分子が得られた。これらの反応は、基質以外の試剤や触媒を添加する必要がなく、副生するのは水素のみという物質収支の良い反応である。合成した種々の大環状分子の構造解析を行うとともに、それらの生成機構について検討した。その結果、反応初期には様々な成分の混合物が生成するが、加熱を継続することにより5配位ケイ素上での可逆的な結合の組み替えが起こり、熱力学的に最安定な大環状分子に収束することが明らかになった。本研究で開発された手法は、共有結合性分子と超分子集合体の両者の長所を併せもつナノ構造の新たな構築法を提示するものであり、ナノテクノロジーの新手法へ発展することが期待される。
すべて 2007 2006 2005
すべて 雑誌論文 (22件)
J. Organomet. Chem. 692・11
ページ: 2115-2119
Chem. Lett. (in press)
J.Organomet.Chem. 692
Chem.Lett. 36
ページ: 776-777
Bull. Chem. Soc. Jpn. 79・5
ページ: 793-795
Chem Lett. 35・8
ページ: 862-863
Chem. Eur. J. 12・14
ページ: 3811-3820
Bull.Chem.Soc.Jpn. 79
Chem.Eur.J. 12
Chem.Lett. 35
Chem Lett. 34・5
ページ: 654-655
Phosphorus, Sulfur Silicon Relat Elem 180・3-4
ページ: 945-949
J. Am Chem. Soc. 127・20
ページ: 7294-7295
ページ: 7964-7965
J. Organomet. Chem. 690
ページ: 4175-4183
J. Synth Org. Chem., Jpn. 63・11
ページ: 1157-1170
Chem.Lett. 34
Phosphorus, Sulfur Silicon Relat.Elem. 180
J.Am.Chem.Soc. 127
J. Am. Chem. Soc. 127
J.Organomet.Chem. 690
J.Synth.Org.Chem. 63
