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2018 年度 実績報告書

脂肪族ポリイミン配位子によるアシンメトリック分子認識空間の構築

公募研究

研究領域配位アシンメトリー:非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 17H05347
研究機関北海道大学

研究代表者

猪熊 泰英  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80555566)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード錯体 / 分子認識 / 配位ネットワーク
研究実績の概要

脂肪族ポリカルボニル化合物から誘導される柔軟な多座配位子である脂肪族ポリイミン配位子を用いて、自己組織化錯体の合成と構造制御に成功した。原料となる脂肪族ポリカルボニル化合物を単分散で最大C100の長さ、アセチルアセトン単量体を基準にして20量体まで合成することに成功したことで、脂肪族ポリイミン配位子も最大で40個のイミン部位をもつ長さ約13 nmのものまで合成することができた。これらの脂肪族ポリイミン配位子(2量体)を用いて、パラジウムイオンとの自己集合を行ったところ、配位部位であるイソピラゾール環(ジイミン)上で、パラジウムイオンの当量に応じた段階的な配位結合形成が起こることを見出した。そこで、パラジウムイオンの厳密な当量変化と濃度によるエントロピー制御を組み合わせることで、同じ金属塩と有機配位子の組み合わせから、3つの異なる単分散構造をつくり出すことができた。この手法をさらに長鎖の4量体に適用したところ、構造が収束する当量比と金属:配位子比率を予測しながら自己組織化錯体をつくり出すことができた。また、脂肪族ポリイミン配位子(2量体)が2分子とパラジウムイオン3つから成る錯体では内部に小さいながらも空孔を有しており、分子認識場として使える可能性が示された。
実用的な分子認識場の構築は、脂肪族ポリイミン配位子(2量体)とニッケルイオンによって達成できた。ここでは、塩化ニッケルとの錯形成により、配位子3:ニッケル3のプロペラキラリティーを有するカチオン性錯体が得られた。この錯体は、キラルアニオンの認識に有効なボウル型形状をしていることが単結晶X線構造解析から分かった。この化合物を共結晶化やHPLCなどにより光学分割することを試みたが、分離ができなかったため、配位子に不斉部位を持つ置換基を導入し、ジアステレオマーの精製を行った。

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

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Control over coordination self-assembly of flexible, multidentate ligands by stepwise metal coordination of isopyrazole subunits2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Ashida, Yumehiro Manabe, Shota Yoshioka, Tomoki Yoneda, Yasuhide Inokuma
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 48 ページ: 818-822

    • DOI

      10.1039/c8dt04935a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oligoacetylacetones as shapable carbon chains and their transformation to oligoimines for construction of metal-organic architectures2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuharu Uesaka, Yuki Saito, Shota Yoshioka, Yuya Domoto, Makoto Fujita, Yasuhide Inokuma
    • 雑誌名

      Communications Chemistry

      巻: 1 ページ: 23

    • DOI

      10.1038/s42004-018-0021-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Shapable Aliphatic Chains for Molecular Coiling2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhide Inokuma
    • 学会等名
      11.The 14th Hokkaido University-Nanjing University-NIMS/MANA Joint Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カルボニルひもを用いた 分子作り2018

    • 著者名/発表者名
      猪熊泰英
    • 学会等名
      18.H30錯体化学若手の会 北陸支部勉強会
    • 招待講演
  • [学会発表] カルボニルひも ー着想と合成、これからの展開ー2018

    • 著者名/発表者名
      猪熊泰英
    • 学会等名
      17.統合物質創製化学研究推進機構(IRCCS)第二回若手の会
    • 招待講演
  • [産業財産権] ポリカルボニル化合物、その誘導体及びそれらの製造方法2019

    • 発明者名
      猪熊泰英、吉岡翔太、上坂光晴、齋藤結大、芦田記子
    • 権利者名
      猪熊泰英、吉岡翔太、上坂光晴、齋藤結大、芦田記子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2019/ 3442
    • 外国

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公開日: 2019-12-27  

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