ヘリックス配位子により形態制御された希土類金属錯体の創製と発光機能評価

螺旋配体形貌控制的稀土金属配合物的制备及发光功能的评价

• 批准号: 17042023
• 负责人: 三宅 弘之
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17042023/
• 关键词: 希土類錯体; らせん; 不斉; 置換活性; 外部刺激; アニオン; 発光; 反転

DNAなど多くの生体高分子は、二重らせん構造や一重らせん構造など多彩な形態をとり、それらのらせん方向の反転が生命現象の重要なトリガーとなると考えられる。また、このような情報変換は、メモリーや光学材料、液晶材料など新規人工分子デバイスへの応用が期待できる。希土類金属錯体は高配位型のダイナミックな配位化学を持つので、外部刺激に応答したらせん構造の方向制御や化学量論の変換が可能で、さらに希土類中心からの発光機能の制御も期待できる。本研究では、そのようならせん型に形態制御された希土類金属錯体の創製とその化学量論的スイッチング、およびその構造変化に対応した希土類中心からの発光特性の評価を行った。本年度は、配位子のキラル中心の位置が、硝酸イオン濃度に応答した、希土類錯体の化学量論と発光の可逆的な制御に大きく寄与することを明らかにした。希土類金属イオンの高配位特性を活用して、直鎖状4座配位子と希土類イオンの2:1錯体を構築し、二重らせん型構造の構築に成功した。二重らせん型テルビウム(III)錯体に硝酸イオンを加えると、一本の配位子が外れ、3つの硝酸イオンと置換された10配位型三元錯体が形成された。また、これらの構造変換はテルビウム発光スペクトルからも確認できた。さらに、配位子内のキラル中心の移動により、それらの可逆的制御にも成功した。このように、希土類錯体の多様性を活用して、らせん構造の反転を伴う二重らせん構造と一重らせん構造間の可逆的なスイッチングが可能となり、新たな情報変換分子デバイスの可能性を拓いた。

许多生物聚合物（例如DNA）采用多种形式，包括双螺旋结构和单螺旋结构，并且人们认为它们在螺旋方向上的反转将是生命现象的重要触发因素。此外，可以预期这种信息转换将应用于新颖的人工分子设备，例如记忆，光学材料和液晶材料。稀土金属配合物具有高协调型动态配位化学，可以响应外部刺激对螺旋结构和化学计量的方向控制，并且也期望控制稀土中心的发光功能。在这项研究中，我们创建了如此呈螺旋形的稀土金属复合物，化学计量转换，并评估了从稀土中心的发光特性，以响应结构变化。今年，我们透露，配体的手性中心的位置对稀土复合物对硝酸盐离子浓度的发光进行了化学计量和可逆控制。利用稀土金属离子的高配位特性，构建了线性四齿配体的2：1复合物和稀土离子，并成功构建了双螺旋结构。当将硝酸盐离子添加到双螺旋terbium（III）复合物中时，去除了一个配体，并形成了10配合三元复合物，以取代三个硝酸盐离子。此外，这些结构转化也从Terbium发射光谱中得到了证实。此外，配体中手性中心的迁移也成功地控制了它们。因此，通过利用稀土复合物的多样性，可以在双螺旋结构和带有螺旋结构反转的单螺旋结构之间进行可逆切换，从而开放了新信息转化分子设备的可能性。

项目成果

Molecular Recognition and Sensing via Rare Earth Complexes, Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths

通过稀土配合物进行分子识别和传感，稀土物理和化学手册

• 发表时间: 2005
• 作者: Shinoda;S.;Miyake;H.;Tsukube;H.
• 通讯作者: H.