金属－不飽和結合π配位の協働による複雑ナノ空孔の構築と機能創製

金属与不饱和键π配位合作构建复杂纳米孔及功能创造

基本信息

批准号：
22K05076
负责人：
堂本悠也
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、金属－不飽和結合間のπ配位相互作用を新たな自己集合駆動因子として活用した、複雑かつ巨大なナノ構造の構築制御と応用を目指した研究を進めている。従来広く用いられる含窒素複素環やカルボキシレートに基づく相互作用と比べると、π配位の結合力や方向規定性は単独では弱い。この点を逆手にとり、緩やかで柔軟な構造規定作用を発揮する配位ドナーとして多数集積、あるいは強い配位と協働させることで、一義的ナノ構造の超精密制御を可能とする。これにより、ナノサイズ空孔性分子（ナノ空孔）を中心とした物質・材料における高度な構造複雑性および新奇機能を創出することを目指す。今年度の研究では、以下の項目について検討を行った。(i) 高度に絡まった構造をもつナノ空孔分子群の精密構造制御代表者が開発している(M3L2)n型ナノ空孔のアニオン刺激に基づく逐次構造変換のさらなる展開、およびゲスト分子との分子間相互作用について溶液解析および放射光X線構造解析、加えて原子間力顕微鏡を用いた解析・観察を行った。これらの実験を通じて拡張型空孔錯体の新たな変換経路や、これら錯体の示す特異なゲスト応答挙動などを明らかとした。(ii) 金属ナノクラスターの広義テンプレート合成当初は予想していなかった結果として、アセチレン・・・金属間の配位を従来のピリジル配位と協働させる系の拡張を行う過程で、金属ナノクラスターの新規構築手法となり得る現象を見出した。これは広義における新しいタイプのナノクラスター鋳型構築法へと展開できる可能性を秘めており、ナノ空孔の機能発現のひとつとして今後さらに検討を進める。

这项研究旨在通过利用金属和不饱和键之间的π协调相互作用作为新的自组装驱动器来控制和应用巨大的纳米结构。与过去广泛使用的基于含氮的杂环和羧酸盐的相互作用相比，π配位的结合力和定向性确定性本身较弱。从这一点上讲，可以通过积累大量的协调供体来实现对独特纳米结构的超精确控制，这些供体的大量协调供体发挥柔和而灵活的结构定义作用或与强大的协调合作。这旨在在材料和材料中创建复杂的结构复杂性和新功能，以纳米大小的多孔分子（纳米胶合）为中心。 This year's research examined the following items: (i) Further development of the sequential structure conversion of (M3L2) n-type nanopores based on anionic stimulation, developed by a representative of the highly entangled structure nanopore molecules, and the intermolecular interaction with guest molecules were conducted by solution analysis and synchrotron radiation X-ray structure analysis, as well as analytical and observation using an atomic force显微镜。这些实验揭示了这些复合物所表现出的独特的空置复合物以及独特的客体反应行为的新转换路径。（ii）由于最初预测了金属纳米簇的广泛模板合成的结果，我们发现了一种现象，该现象可能是一种在扩展乙炔的系统中构造金属纳米簇的新方法。金属协调与常规吡啶基的协作合作。从广义上讲，这有可能发展为一种新型的纳米群集模板构建方法，将来将作为纳米孔的功能表达之一进行进一步的考虑。