自己集合過程の速度論的ロックを利用した巨大ベルト状マクロサイクルの創製

利用自组装过程的动力学锁定创建巨型带状大环化合物

• 批准号: 21H01948
• 负责人: 酒田 陽子
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01948/
• 关键词: 自己集合; 速度論的制御; マクロサイクル; 非平衡状態; 金属配位結合

本研究では、熱力学的平衡から離れた非平衡状態において自己集合を行うことで、従来の熱力学的制御下では得ることが困難なベルト状錯体の構築手法の確立を目指している。これまでの研究で、2,3,6,7-テトラアミノトリプチセンとPd(II)イオンを錯形成する際に、トリエチレングリコール鎖を側鎖に導入したピラー[6]アレーン誘導体をテンプレートとして用いることで、ベルト状錯体の五核メタロナノベルトが選択的に得られることを明らかにしているが、五核以外の環サイズのメタロナノベルトの選択的な形成は達成できていなかった。本年度は、オリゴエーテル鎖を有するさまざまなコア構造を持つテンプレート分子と五核メタロナノベルトとの相互作用を調べるとともに、これらの分子を用いて自己集合過程における熱力学的および速度論的テンプレート効果について評価した。コアの形やサイズが異なるさまざまな分子に側鎖としてオリゴエーテル鎖を導入し、五核メタロナノベルトとの相互作用の強さを調べた。また、自己集合の過程でメタロナノベルトが生成する際のテンプレート効果の強さを評価した。その結果、五核メタロナノベルトとの相互作用が弱い分子についてはテンプレート効果が弱く、相互作用が強い分子でも、必ずしも強いテンプレート効果を示さないことが明らかとなった。一方、ピラー[5]アレーン誘導体をテンプレートとした場合は五核メタロナノベルトが初期段階で生成し、時間をかけて熱力学的に安定な四核メタロナノベルトへと変化していくという現象が観測された。すなわち、テンプレートの種類によっては、熱力学的に最も安定な種とは異なる種が速度論的に生成する速度論的テンプレート効果が発現することが見出された。このような速度論的テンプレート効果を利用することで、今後熱力学的平衡から離れた非平衡状態における新規なベルト状構造の構築が可能になると期待される。

在本研究中，我们的目标是建立一种通过在远离热力学平衡的非平衡状态下进行自组装来构建在常规热力学控制下难以获得的带状复合物的方法。在之前的研究中，当络合2,3,6,7-四氨基三苯乙烯和Pd(II)离子时，我们使用侧链带有三甘醇链的柱[6]芳烃衍生物作为模板，结果表明，五核金属纳米带，通过使用该方法作为络合物，可以选择性地获得带状络合物，但尚未实现五核以外环尺寸的金属纳米带的选择性形成。今年，我们将研究具有各种含有低聚醚链和五核金属纳米带的核心结构的模板分子之间的相互作用，并利用这些分子来研究自组装过程中的热力学和动力学模板效应。将寡醚链作为侧链引入具有不同核心形状和尺寸的各种分子中，并研究了它们与五核金属纳米带相互作用的强度。我们还评估了自组装过程中生成金属纳米带时模板效应的强度。结果表明，与五核金属纳米带相互作用较弱的分子模板效应较弱，即使相互作用较强的分子也不一定表现出较强的模板效应。另一方面，当使用柱[5]芳烃衍生物作为模板时，在初始阶段形成五核金属纳米带，并且随着时间的推移，它转变为观察到的热力学稳定的四核金属纳米带。即，已发现，根据模板的类型，发生动力学模板效应，其中在动力学上产生与热力学上最稳定的物种不同的物种。预计使用这种动力学模板效应将能够在远离热力学平衡的非平衡状态下构建新型带状结构。

项目成果

Rhodium(I) Complexes Bearing an Aryl-Substituted 1,3,5-Hexatriene Chain: Catalysts for Living Polymerization of Phenylacetylene and Potential Helical Chirality of 1,3,5-Hexatrienes

带有芳基取代的 1,3,5-六三烯链的铑(I)配合物：苯乙炔活性聚合催化​​剂和 1,3,5-六三烯的潜在螺旋手性

• DOI: 10.1002/ange.202108032
• 发表时间: 2021
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition
• 作者: Shiori Sakamoto;Tsuyoshi Taniguchi;Yoko Sakata;Shigehisa Akine;Tatsuya Nishimura;Katsuhiro Maeda
• 通讯作者: Katsuhiro Maeda

速度論的制御に基づいた超分子金属錯体の機能開拓

基于动力学控制的超分子金属配合物的功能开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Isshiki Yuji;Li Dongzhe;Kiguchi Manabu;Nishino Tomoaki;Pauly Fabian;Fujii Shintaro;薛安汝，Nurul Asyikeen Ab Mutalib，鈴木博章;酒田陽子
• 通讯作者: 酒田陽子

オリコエーテル鎖を有するさまさまなテンプレート分子を用いた自己集合型メタロナノベルトの構築とゲスト認識

使用具有油醚链的各种模板分子构建自组装金属纳米带和客体识别

• 发表时间: 2021
• 作者: Yohei Suzuki;Keisei Sowa;Yuki;Kitazumi;Osamu Shirai;and Kenji Kano Kano;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久
• 通讯作者: 中村亮介・酒田陽子・秋根茂久

チアントレン骨格を有する屈曲型配位子を用いた新規なメタロナノベルトの構築

使用具有噻蒽骨架的弯曲配体构建新型金属纳米带

• 发表时间: 2022
• 作者: 大石貫太; 虫明陽大;亀尾 肇;松坂裕之;高寺翔・酒田陽子・秋根茂久
• 通讯作者: 高寺翔・酒田陽子・秋根茂久

Pd(II)-ジアミノトリプチセン錯体とクラウンエーテルから成る新規動的ロタキサンの形成

由 Pd(II)-二氨基三蝶烯配合物和冠醚组成的新型动态轮烷的形成

• 发表时间: 2021
• 作者: 宋 済舟;鳥越 尊;國信 洋一郎;日比敏博・酒田陽子・秋根茂久
• 通讯作者: 日比敏博・酒田陽子・秋根茂久