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2023 年度 実績報告書

ダイアモンドの双子のキラリティに着目した構造化学

研究課題

研究課題/領域番号 22K20527
研究機関東京大学

研究代表者

福永 隼也  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90962390)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
キーワードキラリティ / ナノカーボン / ダイアモンドの双子 / 構造化学 / π電子 / 超分子化学
研究実績の概要

ダイアモンドは物性のみならずその美しい構造も科学者の興味を惹き続けており,長年にわたって研究対象となっている.その構造の特徴は「強等方性」と「完全対称性」という性質により表現されるが,近年ではその特徴を併せ持つ新しい炭素性3次元物質「ダイアモンドの双子」の存在が提唱されている.特筆すべきは,ダイアモンドの双子には,ダイアモンドにはないキラリティが存在するという点である.「ダイアモンドの双子のキラリティに着目した構造化学」と題した本研究は,ダイアモンドの双子に存在するキラリティの性質を構造化学の観点から解き明かそうとするものである.
ダイアモンドの双子の最小かご分子をベースとした種々の分子設計を行い,1.構造拡張・2.超分子化学・3.ヘテロ元素ドープの3つのテーマで結果が得られた.1.構造拡張では,二重に連結したかご構造を持つ分子の合成と構造解析に成功し,そのキラリティが伝播しうることを見出した.2.超分子化学では,キラルなかご構造の内部に小分子のゲストが包接されることを発見し,包接されるゲストの数(会合比)を決定する新たな手法の提案へとつながった.3.ヘテロ元素ドープでは,かごの腕の部分に窒素原子を組み込んだ分子の設計
・合成に成功し,金属と配位してキラルな錯体を形成することを見出した.以上,ダイアモンドの双子のキラリティに着目した構造化学を展開し,超分子化学としての応用など予想外の発見を含む成果を得ることができた.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Bayesian Inference for Model Analyses of Supramolecular Complexes: A Case Study with?Nanocarbon Hosts2024

    • 著者名/発表者名
      Onaka Yuzuka、Sakai Renki、Fukunaga Toshiya M、Ikemoto Koki、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/anie.202405388

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and chiral resolution of a triply twisted M?bius carbon nanobelt2023

    • 著者名/発表者名
      Fan Wei、Fukunaga Toshiya M.、Wu Shaofei、Han Yi、Zhou Qifeng、Wang Jinyi、Li Zhengtao、Hou Xudong、Wei Haipeng、Ni Yong、Isobe Hiroyuki、Wu Jishan
    • 雑誌名

      Nature Synthesis

      巻: 2 ページ: 880~887

    • DOI

      10.1038/s44160-023-00317-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stoichiometry validation of supramolecular complexes with a hydrocarbon cage host by van?’t Hoff analyses2023

    • 著者名/発表者名
      Fukunaga Toshiya M.、Onaka Yuzuka、Kato Takahide、Ikemoto Koki、Isobe Hiroyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 8246

    • DOI

      10.1038/s41467-023-43979-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ファントホッフ解析による超分子錯体の会合比の決定法2024

    • 著者名/発表者名
      福永隼也,尾仲柚香,加藤昂英,池本晃喜,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第104年会
  • [学会発表] sp2-およびsp3-ナノカーボン分子を複合した結晶性分子ピーポッド2024

    • 著者名/発表者名
      寺崎成哉,小谷祐希,勝野亮祐,福永隼也,松野太輔,磯部寛之
    • 学会等名
      日本化学会第104年会
  • [学会発表] らせん型ナノチューブ分の合理的設計による不整合な筒状炭素重層の構築2023

    • 著者名/発表者名
      小谷祐希,磯部寛之,松野太輔,福永隼也,池本晃喜
    • 学会等名
      第33回基礎有機化学討論会

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公開日: 2024-12-25  

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