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2020 年度 実績報告書

デンドリマーを基盤とした細胞型ナノ物質の創成およびその集合体の協奏機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 19K15583
研究機関東京工業大学

研究代表者

塚本 孝政  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (10792294)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードデンドリマー / 金属錯体 / 有機-無機複合体 / 自己組織化 / 金 / 銀 / 銅 / トリフェニルメチリウム
研究実績の概要

機能性超分子「細胞型ナノ物質」の創成を目指し、デンドリマー分子のナノ空間中におけるゲストユニットの自己集積・配列挙動の精密制御技術の確立を目指した。本検討では、多数のルイス塩基性のイミンユニットを持つ第4世代デンドリマーをホスト材料として用い、ゲスト材料であるルイス酸性の金属塩の錯体形成反応を利用した集積錯体をモデルとした。
本年度は同時集積元素の種類の増大を目指し、前年度に得られたホスト材料の塩基性度とゲスト材料の酸性度の双方を能動的に制御する手法を応用し、3種類の金属元素(金、銀、銅)のデンドリマー中への精密混合集積の検討を行なった。結果として、金塩、銀塩、銅塩を狙った順序(金→銀→銅)で自己集積することを可能とした。
また一方で、ルイス酸性の炭素カチオン(トリフェニルメチリウム)も金属塩と同様にデンドリマーに集積できることを利用して、デンドリマーにデンドリマーが集積した巨大ホスト構造体の創成を目指した。フォスファゼン骨格をコアに持ち、末端に6つの炭素カチオンを持つ6叉デンドリマーを新たに設計、合成し、これに従来のイミンユニットを持つデンドリマーを6当量添加することにより、酸性デンドリマーに6つの塩基性デンドリマーが集積した巨大構造体の選択的合成に成功した。反応に使用されない残りのイミンユニットは巨大構造体の内部に位置しており、これまでと同様に金属塩をゲスト分子として取り込むことができる。このようにして、ホスト材料中のゲスト分子の配列だけでなく、ホスト分子そのものを自己配列・組織化により組み上げる新たな技術を初めて確立し、細胞型ナノ物質の創成に向けた大きな足掛かりを得ることができた。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Modern cluster design based on experiment and theory2021

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Takamasa、Kambe Tetsuya、Imaoka Takane、Yamamoto Kimihisa
    • 雑誌名

      Nature Reviews Chemistry

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41570-021-00267-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Materials Exploration by Sequential Screening Technique of Heteroatomicity2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Takamasa、Kuzume Akiyoshi、Nagasaka Masanari、Kambe Tetsuya、Yamamoto Kimihisa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 ページ: 19078~19084

    • DOI

      10.1021/jacs.0c06653

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Hydroperoxygenation of Olefins Realized by a Coinage Multimetallic 1‐Nanometer Catalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Moriai Tatsuya、Tsukamoto Takamasa、Tanabe Makoto、Kambe Tetsuya、Yamamoto Kimihisa
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: 23051~23055

    • DOI

      10.1002/anie.202010190

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise Synthesis and Design Methods of Multimetallic Clusters2020

    • 著者名/発表者名
      塚本 孝政、山元 公寿
    • 雑誌名

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      巻: 76 ページ: 53-56

  • [雑誌論文] 新しい元素化学を拓くアトムハイブリッド2020

    • 著者名/発表者名
      塚本 孝政、山元 公寿
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 37 ページ: 390-392

  • [雑誌論文] Superatomic Gallium Clusters in Dendrimers: Unique Rigidity and Reactivity Depending on their Atomicity2020

    • 著者名/発表者名
      Kambe Tetsuya、Watanabe Aiko、Li Meijia、Tsukamoto Takamasa、Imaoka Takane、Yamamoto Kimihisa
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 32 ページ: 1907167~1907167

    • DOI

      10.1002/adma.201907167

  • [学会発表] アトムハイブリッド法と超周期表:量子サイズ物質の合成技術と設計理論の開発2021

    • 著者名/発表者名
      塚本孝政
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 貨幣合金サブナノ粒子触媒によるオレフィンの選択的ヒドロペルオキシ化反応2021

    • 著者名/発表者名
      森合達也、塚本孝政、神戸徹也、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] デンドリマーを鋳型とした貴金属-典型金属合金サブナノ粒子の合成および物性解明2021

    • 著者名/発表者名
      吉田希生、塚本孝政、神戸徹也、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 一原子置換スズクラスターの合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      村松央教、神戸徹也、塚本孝政、細野伶奈、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] ガリウム超原子への白金置換による機能開拓2021

    • 著者名/発表者名
      李美佳、神戸徹也、塚本孝政、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] ピリジンコアデンドリマーを利用したビスマスサブナノ粒子の合成2021

    • 著者名/発表者名
      高橋篤輝、神戸徹也、長谷川理咲、塚本孝政、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] デンドリマーを鋳型としたGa3Pt2クラスターの合成機能材料2021

    • 著者名/発表者名
      内山真理子、神戸徹也、李美佳、塚本孝政、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] 多元合金クラスターの精密合成を目指したアトムハイブリッド法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      塚本孝政、神戸徹也、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      ナノ学会第18回大会
  • [学会発表] 貨幣金属合金クラスターを触媒として用いたシクロヘキセンの酸化反応2020

    • 著者名/発表者名
      森合達也、塚本孝政、神戸徹也、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      ナノ学会第18回大会
  • [学会発表] デンドリマーを鋳型とした鉄1原子置換スズクラスターの合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      村松央教、神戸徹也、塚本孝政、細野伶奈、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      ナノ学会第18回大会
  • [学会発表] 液相合成したビスマスサブナノ粒子の光学特性2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川理咲、神戸徹也、細野伶奈、塚本孝政、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      ナノ学会第18回大会
  • [学会発表] 鋳型デンドリマーによるガリウム超原子の合成とその合金化2020

    • 著者名/発表者名
      李美佳、神戸徹也、渡邉藍子、塚本孝政、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      ナノ学会第18回大会
  • [学会発表] Multimetallic Dendrimer Complexes for Synthesis of 1-nanometer Alloy Catalysts2020

    • 著者名/発表者名
      T. Moriai, T. Tsukamoto, T. Kambe, T. Imaoka, K. Yamamoto
    • 学会等名
      錯体化学会 第70回討論会
  • [学会発表] デンドリマー錯体を前駆体とした貴金属-典型金属合金サブナノ粒子の合成および物性評価2020

    • 著者名/発表者名
      吉田希生、塚本孝政、神戸徹也、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      錯体化学会 第70回討論会
  • [学会発表] Precise assembly of iron and tin in dendrimers and synthesis of heterocluster2020

    • 著者名/発表者名
      H. Muramatsu, T. Kambe, T. Tsukamoto, R. Hosono, T. Imaoka, K. Yamamoto
    • 学会等名
      錯体化学会 第70回討論会
  • [学会発表] 貨幣金属合金クラスターを触媒としたシクロヘキセンの選択的酸化反応2020

    • 著者名/発表者名
      森合達也、塚本孝政、田邊真、神戸徹也、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      第14回分子科学討論会
  • [学会発表] 鋳型デンドリマーを用いたガリウムによる超原子の合成とその合金化2020

    • 著者名/発表者名
      李美佳、神戸徹也、渡邉藍子、塚本孝政、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      第14回分子科学討論会
  • [学会発表] 貨幣金属合金クラスター触媒によるシクロヘキセンの選択的酸化反応2020

    • 著者名/発表者名
      森合達也、塚本孝政、田邊真、神戸徹也、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      CSJフェスタ2020
  • [学会発表] デンドリマーを鋳型とした貴金属-典型金属合金サブナノ粒子の合成および物性評価2020

    • 著者名/発表者名
      吉田希生、塚本孝政、神戸徹也、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      CSJフェスタ2020
  • [学会発表] デンドリマーを鋳型とした鉄とスズの混合集積と合金クラスターの合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      村松央教、神戸徹也、塚本孝政、細野伶奈、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      CSJフェスタ2020
  • [学会発表] デンドリマーへの段階的錯形成を利用したビスマスサブナノ粒子の精密合成と光学特性2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川理咲、神戸徹也、細野伶奈、塚本孝政、今岡享稔、山元公寿
    • 学会等名
      CSJフェスタ2020
  • [備考] 特殊な発光現象を示すセラミック微粒子を発見

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2020/048082.html

  • [備考] 「金‐銀‐銅」の合金微粒子を生成

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2020/047892.html

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公開日: 2021-12-27  

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