金属酸化物カプセルに閉じ込められた分子の反応性と機能

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14239
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分34010:無機・錯体化学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 菊川 雄司 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (10637474)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ポリオキソメタレート / ホストゲスト / 臭素化

研究成果の概要

分子サイズの穴を持った半球状金属酸化物構造の内部を活用したホストーゲスト化学を展開した。ゲストが除去されると、バナジウム酸素種の四角錘ユニットの一つが反転し、ゲストを再包接すると元の構造に戻るという構造変化を観測した。溶液中でこの構造の一部の反転をモニターすることで、ゲスト分子と半球状ホストとの相互作用を定量することに成功した。バナジウム酸素種の四面体構造からなる構造では、中心に金属多核構造を安定化させることに成功し、特異的な電子移動を観測した。

自由記述の分野

無機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

バナジウム酸化物は有能な触媒活性サイトとして知られているが、相互作用する分子の有無でVO5四角錘ユニットが容易に反転することを初めて見出した。これは、触媒反応メカニズムを考える際に、部分構造の反転を考慮に入れる必要性を提示できたという点で意義深い。金属酸化物の配位ユニットを変え、金属酸化物を分子レベルで制御し、その内部空間を利用した物性・機能、反応性解明囲まれた内部空間を利用した化学は新たな材料設計の指針になり得る。