可逆に剛直性が変化する金属錯体ナノワイヤ・ナノシートの開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06545
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 松岡 亮太 筑波大学, 数理物質系, 助教 (80806521)
• 研究期間 (年度): 2017-08-25 – 2019-03-31
• キーワード: 超分子化学 / 配位結合 / 動的共有結合 / らせん分子 / ポリマー / ナノワイヤ / ナノシート

研究実績の概要

究極的な厚さが単原子・単分子レベルに達する二次元結晶ナノシートは，その軽薄短小性を利点にエレクトロニクスや材料科学など様々な分野での応用が期待され，注目を集めている。本研究では，配位性の鎖を三重に束ねたらせん金属錯体群を合成し，これを構成要素として用いた，可逆に剛直性が変化する多機能性ナノワイヤ・ナノシートの開発を目的とした。前年度までに，ナノワイヤ・ナノシートの基本ユニット構造となる四級炭素ピボット型らせん錯体の合成を行い，その構造と自己集積挙動を明らかにした。本年度はこの錯体をナノワイヤ・ナノシート合成のための二叉・三叉錯体ユニットへと展開するため，四級炭素ピボットにTIPS保護されたアルキンを修飾した新規三重鎖配位子を合成した。得られた分子は前年度合成したフェニル置換型の配位子と同様に，鉄(II)イオンとモル比1:1で錯形成した。また，対応するRu(II)錯体の合成にも成功した。これらの金属錯体を各種ジアミンと2:3のモル比で反応させたところ，ジアミンの種類によってビシクロ型二量体と正四面体型四量体のいずれかが選択的に生成することがわかった。次に，三重鎖配位子のTIPS基を除去し，末端アルキン同士のホモカップリング（二量化）を行なったのち，鉄(II)イオンと錯形成させることで，二叉錯体ユニットを合成した。得られた二叉金属錯体を用い，ジアミンとのシッフ塩基形成によるポリマー合成検討を行なったところ，赤色の不溶性沈殿が得られた。この懸濁液をHOPG基板上にキャストし，AFM測定を行なった結果，ポリマーに由来すると思われるネットワーク構造が観測された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A single-stranded coordination copolymer affords heterostructure observation and photoluminescence intensification (2019)
  • 著者名/発表者名: Toyoda Ryojun、Sakamoto Ryota、Fukui Naoya、Matsuoka Ryota、Tsuchiya Mizuho、Nishihara Hiroshi
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 5 ページ: eaau0637
  • DOI: 10.1126/sciadv.aau0637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Supramolecular Architectures of Dipyrrin Complexes (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Ryota、Nabeshima Tatsuya
  • 雑誌名: Frontiers in Chemistry 巻: 6 ページ: 349
  • DOI: 10.3389/fchem.2018.00349
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthetic Approaches to Macrocyclic Molecular Knots (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Ryota
  • 雑誌名: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan 巻: 76 ページ: 360～361
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.76.360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and chiroptical properties of phenanthrene-fused N2O-type BODIPYs (2018)
  • 著者名/発表者名: Gobo Yuki、Matsuoka Ryota、Chiba Yusuke、Nakamura Takashi、Nabeshima Tatsuya
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: 59 ページ: 4149～4152
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2018.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterodinuclear Group 13 Element Complexes of N4O6-Type Dipyrrin with an Unsymmetrical Twisted Structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Saikawa Makoto、Noda Takumu、Matsuoka Ryota、Nakamura Takashi、Nabeshima Tatsuya
  • 雑誌名: European Journal of Inorganic Chemistry 巻: 2019 ページ: 766～769
  • DOI: 10.1002/ejic.201801062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uniquely folded shapes, photophysical properties, and recognition abilities of macrocyclic BODIPY oligomers (2018)
  • 著者名/発表者名: Hojo Tomohiro、Nakamura Takashi、Matsuoka Ryota、Nabeshima Tatsuya
  • 雑誌名: Heteroatom Chemistry 巻: 29 ページ: e21470
  • DOI: 10.1002/hc.21470
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Conformationally Flexible Macrocyclic Dipyrrin Tetramer and Its Unsymmetrically Twisted Luminescent Zinc(II) Complex (2018)
  • 著者名/発表者名: Hojo Tomohiro、Matsuoka Ryota、Nabeshima Tatsuya
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 58 ページ: 995～998
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b02736
  • 査読あり
• [学会発表] C-ピボット型三重らせん金属錯体を用いた超分子ケージの合成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 両角拓磨・松岡亮太・鍋島達弥
  • 学会等名: 日本化学会第99回春季年会
• [学会発表] テトラポッド型らせん金属錯体を用いたケージ超分子の合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 両角拓磨・松岡亮太・鍋島達弥
  • 学会等名: 第16回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム（SHGSC2018）
• [学会発表] テトラポッド型らせん金属錯体を用いた超分子集積体の合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 両角拓磨・松岡亮太・鍋島達弥
  • 学会等名: 第29回基礎有機化学討論会
• [学会発表] Supramolecular Self-Assembly of Helical Metal Complexes with a Tetrapodal Scaffold (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Morozumi, R. Matsuoka, T. Nabeshima
  • 学会等名: Tsukuba Global Science Week (TGSW) 2018
  • 国際学会
• [学会発表] テトラポッド型らせん金属錯体を用いた超分子集積体の合成と性質 (2018)
  • 著者名/発表者名: 両角拓磨・松岡亮太・鍋島達弥
  • 学会等名: 第8回CSJ化学フェスタ2018
• [備考] 筑波大学 数理物質系 化学域 鍋島研究室(超分子化学研究室)
  • URL: http://www.chem.tsukuba.ac.jp/nabesima/