金属ポルフィリン環状ホストを用いた高次フラーレンの分子認識と構造変換

使用金属卟啉环状主体对高级富勒烯进行分子识别和结构转化

基本信息

批准号：
05J11908
负责人：
庄子良晃
金额：
$ 1.79万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

フラーレン類にはC60よりもサイズの大きな、高次フラーレンが存在する。さらにその中にはC76、C78やC84などの不斉な炭素骨格を有するものが存在し、光学材料や医薬品としての応用の面で注目されている。キラルな高次フラーレンは官能基や特定の不斉中心を持たない、分子不斉を有する炭素クラスターである。これらの構造的特徴は、キラルな高次フラーレンが、他の分子と相互作用するための足場に極めて乏しい分子であることを意味する。そのため、それらのキラリティを認識することは本質的に困難である。そこで、不斉な湾曲を有するポルフィリン部位を導入した新規キラルホストを設計、合成し、C76との複合化を試みた。実際に、ホストのエナンチオマーとラセミ体のC76からなる複合体の水素核核磁気共鳴(1HNMR:1H Nuclear Magnetic Resonance)スペクトルを測定した所、20℃においてホストに由来する1H NMRシグナルにジアステレオマー複合体に由来する分裂が観測され、さらにジアステレオ複合体の積分比から、このキラルホストがC76に対してKlarge/Ksmall=1.2程度のエナンチオ選択性を有していることを明らかにした。さらにホストの光学異性体を用いて、実際にラセミ体のC76からエナンチオ選択的抽出を行えることも確認した。このホストは、キラルフラーレンを不斉認識可能な、初めてのホスト分子である。

在富勒烯中，存在大于C60的高阶富勒烯。此外，其中一些具有不对称碳骨架，如C76、C78和C84，因其作为光学材料和药物的潜在应用而受到关注。手性高阶富勒烯是具有分子手性的碳簇，没有官能团或特定的不对称中心。这些结构特征意味着手性高阶富勒烯是与其他分子相互作用的支架极差的分子。因此，识别它们的手性本质上是困难的。因此，我们设计并合成了一种具有不对称弯曲卟啉部分的新型手性主体，并尝试将其与C76结合。事实上，当我们测量由主体对映体和外消旋C76组成的复合物的氢核磁共振（1HNMR）谱时，我们发现1H在20°C下源自主体。在NMR信号中观察到非对映体复合物引起的分裂，并且非对映体复合物的积分比表明该手性主体对C76具有约Klarge/Ksmall=1.2的对映选择性。此外，我们证实外消旋 C76 的对映选择性提取实际上可以使用主体的旋光异构体进行。该主体是第一个能够不对称识别手性富勒烯的主体分子。