オリゴアミド配位子を有する自己集合性かご型錯体の動的挙動解析

具有低聚酰胺配体的自组装笼状复合物的动态行为分析

基本信息

批准号：
04F04389
负责人：
藤田誠
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04389/
关键词：
遷移金属イオン水素結合配位結合

项目摘要

近年、ナノメートルスケールにも達する巨大分子が注目されている。なぜなら、このような大きさを有する分子の機能や物性が未開拓であると同時に、既存の化学にはその構造を効率的にかつ精密につくる方法論さえも欠落しているからである。巨大分子をつくるためには、従来の共有結合で分子を一つ一つつなげる方法では限界がある。しかしながら、生体系にみられるような、ある程度の大きさのパーツを分子設計し、これを自己組織化させることができれば、巨大な分子でも簡単につくることが可能である。最近著者らは、パネル状配位子を金属イオンにより張り合わせ、内部空間を有する巨大分子をつくりあげる新概念、「分子パネリング」を展開した。すなわち、パネル状配位子の配位点(窒素原子)の位置と数を合理的に設計し、それらを金属イオンで張り合わせることで、多面体構造が精密に組み上がる。たとえば、水溶液中でシス位を保護したパラジウム錯体1と正三角形の各頂点に配位点を有する三座配位子2を混ぜ合わせるだけで、M_6L_4(金属:配位子=6:4)組成のかご型錯体3が定量的に組み上がる。そこで本研究では、遷移金属イオンと有機多座配位子との配位結合を駆動力とした自己組織化により、新規なかご状構造を安定にかつ高効率・高選択的に構築することを目的としている。その分子設計として、まず、ピリジンカルボキシアミドを有する平面状の有機多座配位子を用い、分子内で水素結合により配位子のコンフォメーションを規制する。次に、それらを遷移金属イオンにより自己組織化することで、巨大なかご型構造体を一義的に組み上げる。このようにして組み上がった構造体は、水素結合と配位結合からなる特異な内部空間を有することから、新奇な物性や反応性の発現が期待できる。

近年来，达到纳米量表的大分子吸引了人们的注意。这是因为没有探索具有此类大小的分子的功能和物理特性，与此同时，现有的化学反应甚至缺乏有效，精确地创建其结构的方法。为了创建大分子，使用共价键一一连接分子的传统方法是有限制的。但是，如果我们可以设计一定尺寸的部分，例如在生物系统中发现的部分，并自组装它们，则可以轻松地创建大分子。最近，作者开发了一个名为“分子镶板”的新概念，其中类似面板的配体被金属离子层压，以创建具有内部空间的大分子。也就是说，通过合理设计面板样配体的配位点（氮原子）的位置和数量，并用金属离子层压它们，可以精确组装多面体结构。例如，只需将钯络合物1与在水溶液中保护的顺式位置混合，在等边三角形的每个顶点上具有配位点的三齿配体2将定量组装M_6L_4的篮形复合物3（金属：金属：配体= 6：4）的组成。因此，这项研究旨在通过使用过渡金属离子和有机多脱牙的配体之间的协调键作为驱动力来以稳定，高效且高度选择性的方式创建一种新的篮子样结构。对于分子设计，首先，具有吡啶甲酰胺的平面有机多脱牙配体用于调节分子内氢键的配体构象。接下来，通过将它们用过渡金属离子组装成自组装，明确组装了一个巨大的篮子形结构。因此组装的结构具有由氢键和配位键组成的独特内部空间，因此可以预期新颖的物理特性和反应性。