| 研究課題/領域番号 |
23K17913
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
吉沢 道人 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (70372399)
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| 研究期間 (年度) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| キーワード | 芳香環カプセル / クロスリンク / 多空間 / 水溶化 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、有限な「芳香環カプセル」の優れた分子捕捉能を維持しつつ、それらの金属イオンによるクロスリンクで、無限の多空間骨格を有する「芳香環カプセル固体」の作製に挑戦した。その結果、カプセル外部に金属配位点を有する外面配位型のM2L4組成の芳香環カプセルの構築と外面配位型の芳香環カプセルの金属配位結合によるクロスリンクを達成した。まず、湾曲型３座ピリジル配位子は根岸・鈴木-宮浦カップリング反応を含む計３段階の反応で得た。次に、外面配位型のM2L4組成の芳香環カプセルの合成は、この新規配位子と金属イオンを加熱混合することで達成した。それらの構造は、NMRおよびMSで明らかにした。さらに、M2L4組成のクロスリンク芳香環カプセルの構築は、得られた外面配位型芳香環カプセル溶液に対して、2当量の金属イオンを加え加熱混合することで達成した。このクロスリンク芳香環カプセルは金属イオンの種類に依存して、シート状構造および粒子状構造を取ることをAFMで明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究では、カプセル外部に金属配位点を有する外面配位型のM2L4組成の芳香環カプセルの構築と外面配位型の芳香環カプセルの金属配位結合によるクロスリンクを達成した。まず、湾曲型３座ピリジル配位子は、1,3-ジブロモピリジンを出発原料に、根岸カップリング反応、鈴木-宮浦カップリング反応を含む計３段階の反応で得た。次に、外面配位型のM2L4組成の芳香環カプセルの合成は、この新規３座配位子とPd (II)またはPt(II)イオンをDMSO中、110度で混合することで達成した。それらの構造は、NMRおよびESI-TOF MSで明らかにした。また、M2L4組成のクロスリンク芳香環カプセルの構築は、得られた外面配位型芳香環カプセル溶液に対して、さらに2当量のPd (II)またはPt(II)イオンを加え110度で混合することで達成した。このクロスリンク芳香環カプセルは金属イオンの種類に依存して、数ナノメートルサイズのシート状構造（M = Pd）および粒子状構造（M = Pt）を取ることをAFMで明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究計画として、クロスリンク芳香環カプセルの分子捕捉能を明らかにする。クロスリンクカプセル（M = Pd）の固体に対して、水中でイオン性色素分子を捕捉を検討する。また、この固体の中性色素分子や平面状有機分子に対する捕捉能も明らかにする。これらの分子の捕捉量について、クロスリンク前の芳香環カプセルの固体を用いた場合と比較して、芳香環カプセルのクロスリンクが捕捉能にどのような影響を与えるか、様々な分析方法で解明する。さらに、溶液中で、クロスリンク芳香環カプセルを用いたフラーレンの捕捉も検討する。予備的実験として、クロスリンク芳香環カプセル（M = Pd）のDMSO溶液にフラーレンC60を加え、加熱混合することで、フラーレンの捕捉体に由来する褐色溶液が得られいる。反応後のUV-visibleスペクトルなどで生成物の詳細な構造を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度に予定していた消耗品・物品などの購入の一部は次年度に繰越した。次年度では、研究活動を加速すると共に、本年度に予定した消耗品・物品の購入および分析費・人件費の執行を行う。研究は順調に進展しており、次年度から新たな研究メンバー（博士学生・修士学生）が加わることから、大きな研究の進展が期待できる。
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