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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Dynamical Ordering of Artificial Molecules by Mimicking Biomolecular Systems

Planned Research

Project AreaDynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions
Project/Area Number 25102007
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

佐藤 宗太  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任准教授 (40401129)

Project Period (FY) 2013-06-28 – 2018-03-31
Keywords自己組織化 / 動的秩序化 / 多成分錯体
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,数十を超える相互作用がつくり出す多成分錯体を基軸に,その構築過程に動的な秩序形成を組み込むことを目的として研究を展開してきた.代表的成果として,構成成分数を増やす検討の中から,これまで分子の世界では生み出されなかった4価のゴールドバーグ多面体骨格を有する錯体分子の発見に至り,さらに,90成分錯体から144成分錯体への大きな構造変化を伴う「秩序の相転移」とも呼ぶべき現象を見いだし,原著論文として報告した.また,この球状錯体骨格への官能基導入により多点分子認識を分子設計に取り込み,サイボーグ超分子の化学を展開してきた.骨格と官能基部位とのハイブリッド化により,巨大かつ精緻な構造の単分子を生み出すことができ,例えば,液晶性や動的な自己修復能を備えたゲルの創出に至り,原著論文として報告した.領域内の他班の研究グループとの共同研究も順調に進捗し,多成分錯体が形成されるダイナミクスが生み出される根本的な機構の解明に理論計算の手法を用いて取り組んできており,その成果を理論計算の研究グループとの原著論文として執筆中である.また,領域内の高分子合成の研究グループと,散乱解析の研究グループ,フランス原子力施設の研究グループとの4グループ体制での共同研究を展開し,動的にらせんのキラリティが切り替わる高分子システムに対して,中性子小角散乱による解析を行った.キラリティの起源が,個々の相互作用は弱いが高分子全体で積算されて効果が発現する溶媒和に起因することを実験的に明らかにした.この成果は国際共著の原著論文として報告した.多成分錯体の他にも,新たな動的秩序化超分子の化学に取り組んできており,湾曲したsp2炭素曲面が生み出す動的秩序化を自在に設計し,多様なピーポッド分子を合成した.代表的成果として,ピーポッド内のフラーレンが超高速に慣性回転することを見いだすに至り,原著論文として報告した.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (43 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 2 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 3 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Institut Laue-Langevin
  • [Journal Article] Synthesis of 9,10-Diarylanthracenes via Mg(TMP)2_2LiCl-Mediated Benzyne Generation/[4+2] Cycloaddition and Deoxygenation of 9,10-Epoxyanthracene Intermediates2018

    • Author(s)
      Miyamoto, N.; Nakazawa, Y.; Nakamura, T.; Okano, K.; Sato, S.; Sun, Z.; Isobe, H.; Tokuyama, H.
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 29 Pages: 513-518

    • DOI

      10.1055/s-0036-1591510

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magneto-electroluminescence effects in the single-layer organic light-emitting devices with macrocyclic aromatic hydrocarbons2018

    • Author(s)
      Pham, S.-T.; Ikemoto, K.; Suzuki, K. Z.; Izumi, T.; Taka, H.; Kita, H.; Sato, S.; Isobe, H.; Mizukami, S.
    • Journal Title

      APL Mater.

      Volume: 6 Pages: 26103

    • DOI

      10.1063/1.5021711

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ratchet-Free Solid-State Inertial Rotation of a Guest Ball in a Tight Tubular Host2018

    • Author(s)
      T. Matsuno, Y. Nakai, S. Sato, Y. Maniwa, H. Isobe
    • Journal Title

      Nature Commun.

      Volume: 9 Pages: accepted

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Elucidating the Solvent Effect on the Switch of the Helicity of Poly(quinoxaline-2,3-diyl)s: A Conformational Analysis by Small-Angle Neutron Scattering2018

    • Author(s)
      Nagata Yuuya、Nishikawa Tsuyoshi、Suginome Michinori、Sato Sota、Sugiyama Masaaki、Porcar Lionel、Martel Anne、Inoue Rintaro、Sato Nobuhiro
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 140 Pages: 2722~2726

    • DOI

      10.1021/jacs.7b11626

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthetic Approach to biomolecular science by cyborg supramolecular chemistry2018

    • Author(s)
      Kurihara Kensuke、Matsuo Muneyuki、Yamaguchi Takumi、Sato Sota
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta - General Subjects

      Volume: 1862 Pages: 358~364

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2017.11.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Room temperature magnetoresistance in an organic spin valve with an aromatic hydrocarbon macrocycle2017

    • Author(s)
      Suzuki, K. Z.; Izumi, T.; Zhang, X.; Sugihara, A.; Pham, S.-T.; Taka, H.; Sato, S.; Isobe, H.; Mizukami, S.
    • Journal Title

      APL Mater.

      Volume: 5 Pages: 46101

    • DOI

      10.1063/1.4979548

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis and Bowl-in-bowl Assembly of a Geodesic Phenylene Bowl2017

    • Author(s)
      Ikemoto, K.; Kobayashi, R.; Sato, S.; Isobe, H.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 56 Pages: 6511-6514

    • DOI

      10.1002/anie.201702063

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Entropy-driven ball-in-bowl assembly of fullerene and geodesic phenylene bowl2017

    • Author(s)
      Ikemoto, K.; Kobayashi, R.; Sato, S.; Isobe, H.
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 19 Pages: 2362-2365

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b00899

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pentagon-embedded cycloarylene molecules with cylindrical shapes2017

    • Author(s)
      Hitosugi, S.; Sato, S.; Matsuno, T.; Koretsune, T.; Arita, R.; Isobe, H.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 56 Pages: 9106-9110

    • DOI

      10.1002/anie.201704676

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] [n]Cyclo-3,6-phenanthrenylenes: Synthesis, structure and fluorescence2017

    • Author(s)
      Tian, Y.; Ikemoto, K.; Sato, S.; Isobe, H.
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 12 Pages: 2093-2097

    • DOI

      10.1002/asia.201700563

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Assembly, thermodynamics and structures of a two-wheeled composite of a dumbbell-shaped molecule and cylindrical molecules with different edges2017

    • Author(s)
      Matsuno, T.; Kamata, S.; Sato, S.; Yokoyama, A.; Sarkar, P.; Isobe, H.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 56 Pages: 15020-15024

    • DOI

      10.1002/anie.201709442

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced yet inverted effects of π-extension in self-assembly of curved π-systems with helicity2017

    • Author(s)
      Matsuno, T.; Kogashi, K.; Sato, S.; Isobe, H.
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 19 Pages: 6456-6459

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b03534

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral intertwined spirals and magnetic transition dipole moments dictated by cylinder helicity2017

    • Author(s)
      Sota, S.; Yoshii, A.; Takahashi, S.; Furumi, S.; Takeuchi, M.; Isobe, H.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      Volume: 114 Pages: 13097-13101

    • DOI

      10.1073/pnas.1717524114

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-Assembly of Giant Spherical Liquid-Crystalline Complexes and Formation of Nanostructured Dynamic Gels that Exhibit Self-Healing Properties2017

    • Author(s)
      Uchida Junya、Yoshio Masafumi、Sato Sota、Yokoyama Hiroyuki、Fujita Makoto、Kato Takashi
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 56 Pages: 14085~14089

    • DOI

      10.1002/anie.201707740

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] An Obtuse-angled Corner Unit for Fluctuating Carbon Nanohoops2018

    • Author(s)
      Sun, Z.; Miyamoto, N.; Sato, S.; Tokuyama, H.; Isobe, H.
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] Synthesis and Molecular Recognition of Nanometer-sized Geodesic Phenylene Bowl2018

    • Author(s)
      Ikemoto, K.; Kobayashi, R.; Sato, S.; Isobe, H.
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] らせん性をもつ湾曲π共役分子の自己集合におけるπ拡張の効果2018

    • Author(s)
      古樫加奈子,松野太輔,佐藤宗太,磯部寛之
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] キラル筒状分子の二重らせん型集積とキラル光学特性2018

    • Author(s)
      佐藤宗太,芳井朝美,高橋さつき,古海誓一,竹内正之,磯部寛之
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] 末端構造の異なる筒状分子とダンベル状分子からなる二輪型複合体の形成・熱力学・構造2018

    • Author(s)
      松野太輔,鎌田翔,佐藤宗太,横山温和・サルカール パランタップ,磯部寛之
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] Development of Dynamical Ordering of Artificial Molecules by Mimicking Biomolecular Systems2018

    • Author(s)
      Sota Sato
    • Organizer
      第6回国際シンポジウム Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions The 6th International Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemistry of Cyborg Supramolecules: Approaches to Biomolecular Science Taking Advantage of Artificial Biomolecular Interfaces2018

    • Author(s)
      Sota Sato
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 多成分自己集合による液晶性超分子錯体の構築2018

    • Author(s)
      内田淳也,吉尾正史,佐藤宗太,横山裕之,藤田誠,加藤隆史
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] Self-Sorting of Two Hydrocarbon Receptors with One Carbonaceous Ligand2017

    • Author(s)
      Matsuno,T.; Sato, S.; Yokoyama,A.; Kamata,S.; Isobe,H.
    • Organizer
      Gordon Research Conference (Artificial Molecular Switches & Motors)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大環状芳香族炭化水素を用いた高効率有機ELデバイスの開発2017

    • Author(s)
      泉倫生, 薛, 池本晃喜, 高秀雄, 北弘志, 佐藤宗太, 磯部寛之
    • Organizer
      有機EL討論会 第24回例会
  • [Presentation] Chiral Self-Sorting of Tubular Hydrocarbon Receptors Solely by Van Der Waals Forces2017

    • Author(s)
      Matsuno,T.; Sato,S.; Kamata,S.; Isobe,H.
    • Organizer
      Chirality 2017 ISCD-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aromatic Hydrocarbon Macrocycles for Highly Efficient Single-layer Organic Light-emitting Devices2017

    • Author(s)
      Ikemoto,K.; Xue, J.Y.; Isumi,T.; Yoshii, A.; Tian, Y.; Kobayashi, R.; Koretsune, T.; Akashi, R.; Arita, R.; Taka, H.; Kita, H.; Sato, S.; Isobe, H.
    • Organizer
      ISNA 2017 (17th International Symposium on Novel Aromatics)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-Capacity Negative Electrodes Materials with Macrocyclic Nanochannels for All-Solid-State Lithium Rechargeable Batteries2017

    • Author(s)
      Sato,S.; Unemoto,A.; Ikeda,T.; Orimo,S.; Isobe,H.
    • Organizer
      ISNA 2017 (17th International Symposium on Novel Aromatics)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural Chemistry of Belt-shaped Cyclonaphthylenes2017

    • Author(s)
      Sun, Z.; Sarkar, P.; Suenaga, T.; Sato, S.; Kotani, M.; Isobe, H.
    • Organizer
      ISNA 2017 (17th International Symposium on Novel Aromatics)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノメートルサイズのジオデシックフェニレンボウルの合成と構造2017

    • Author(s)
      池本晃喜,小林良,佐藤宗太,磯部寛之
    • Organizer
      第28回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] ファンデルワールス力による筒状炭化水素分子のキラル選別2017

    • Author(s)
      松野太輔,鎌田翔,佐藤宗太,磯部寛之
    • Organizer
      第28回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] 高性能電荷輸送材料として機能するドナー・アクセプター部位導入型シクロメタフェニレンの設計・合成2017

    • Author(s)
      芳井朝美,池本晃喜,泉倫生,北弘志,高秀雄,是常隆,有田亮太郎,佐藤宗太,磯部寛之
    • Organizer
      第28回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] Aromatic hydrocarbon macrocycles: from device application to nanometer-sized molecular architecture2017

    • Author(s)
      池本晃喜,小林良,佐藤宗太,磯部寛之
    • Organizer
      第2回大津会議合同研究発表会
  • [Presentation] Self‐Sorting of Two Hydrocarbon Receptors with One Carbonaceous Ligand2017

    • Author(s)
      松野太輔,佐藤宗太,横山温和,鎌田翔,磯部寛之
    • Organizer
      第2回大津会議合同研究発表会
  • [Presentation] Assembly, thermodynamics and structures of a two-wheeled composite of a dumbbell- shaped molecule and cylindrical molecules with different edges2017

    • Author(s)
      Matsuno T.; Kamata S.; Sato S.; Yokoyama A.; Sarkar P.; Hiroyuki I.
    • Organizer
      第17回蓼科会議
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノチャンネルをもつ大環状芳香族分子の結晶によるリチウムイオン電池の大容量負極材料2017

    • Author(s)
      佐藤宗太,宇根本篤,池田卓史,折茂慎一,磯部寛之
    • Organizer
      第58回電池討論会
  • [Presentation] タンパク質を丸ごと閉じ込める巨大カプセル分子の化学2017

    • Author(s)
      佐藤宗太
    • Organizer
      SEST2017ミニシンポジウム「超分子化学の先端物質科学」
    • Invited
  • [Presentation] 水を溶媒として用いたチタン錯体の開発およびそれらの構造と吸着特性2017

    • Author(s)
      小林亮,坂部浩樹,奥原達也,加藤英樹,佐藤宗太,垣花眞人
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会 平成29年度春季大会(第119回講演大会)
  • [Presentation] Giant and Spherical Self-Assembly of Liquid-Crystalline Metal-Organic Complexes2017

    • Author(s)
      J. Uchida, M. Yoshio, S. Sato, H. Yokoyama, M. Fujita, T. Kato
    • Organizer
      ISNA 2017 (17th International Symposium on Novel Aromatics)
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 応用物理(研究紹介)"大環状芳香族分子のナノ細孔結晶を活用した全固体リチウムイオン電池の高容量電極材料"2017

    • Author(s)
      佐藤宗太,磯部寛之
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      応用物理学会
  • [Book] Comprehensive Supramolecular Chemistry II "Curved π-Receptors"2017

    • Author(s)
      T. Matsuno, S. Sato, and H. Isobe
    • Total Pages
      18
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780128031995, 9780128031988
  • [Book] 化学 "芳香環で「笊」を編む -ナノメートルサイズのボウル分子のボトムアップ合成-"2017

    • Author(s)
      池本晃喜,佐藤宗太,磯部寛之
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      化学同人
  • [Remarks] 佐藤宗太プロフィール

    • URL

      http://www.jst.go.jp/erato/isobe/members/dr_sato_profile.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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