異方縮小型の金属架橋カプセルを活用した分子圧縮による特異物性発現

使用各向异性还原金属交联胶囊通过分子压缩表达独特的物理性质

基本信息

批准号：
22KJ1287
负责人：
岸田夏月
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

サブナノギャップ分子カプセル及びクリップの分子内包能開拓を行った。これまでに、オルトフェニレン鎖で架橋したビスピリジン配位子とパラジウムイオンとの自己集合からなる扁球状の分子カプセルの、平面状分子に対する分子内包能を明らかにしてきた。昨年度は、その機能の詳細な評価を行った。また、オルトフェニレン鎖を架橋部位として、4つのアントラセン環を有する新たな分子クリップを開発し、その分子内包能を明らかにした。まず、扁球状分子カプセルは、平面状芳香族分子に対してCH-π相互作用点の数に起因する内包選択性を示した。カプセルは、コロネン、ペリレン、トリフェニレンの混合物の中から、コロネンのみを１分子で内包した。理論計算より、ホスト-ゲスト間に多点のCH-π相互作用点が働いており、その数が多いほど、選択的に内包されることが明らかになった。また、分子カプセルの平面状金属錯体の内包による孤立化機能を明らかにした。銅（II）のアセチルアセトナト錯体が、水系溶媒中で分子プセルに定量的に1分子で内包された。内包した銅錯体の固体、室温状態でのESRスペクトルは、異方的なシグナルを示し、内包前のブロードした等方的シグナルとは異なった。ESRスペクトルの線形解析により、内包後の銅錯体はDMSO中に近い高極性環境にあることが示された。これはカプセルのピリジン環の酸性水素の影響であると考えられる。さらに、オルトフェニレン架橋の水溶性分子クリップの合成と、選択的熱異性化を達成した。この分子クリップは3つの回転異性体が存在するが、親水基導入前の前駆体を水溶液中で加熱することで、望みのC-型異性体と思われる対称性の良い形に収束した。また、異性体混合物は、水溶液中で超音波照射することで疎水性の色素分子や蛍光性分子を捕捉し水溶化した。特に蛍光性分子は内包前後で蛍光寿命が変化せず、1分子で捕捉されている可能性が示唆された。

我们探索了亚纳米间隙分子胶囊和夹子的分子封装能力。到目前为止，我们已经阐明了扁形分子胶囊封装平面分子的能力，该胶囊由与邻亚苯基链和钯离子交联的双吡啶配体的自组装组成。去年，我们对其功能进行了详细评估。我们还开发了一种以邻亚苯基链为交联位点的具有四个蒽环的新型分子夹，并阐明了其分子封装能力。首先，由于CH-π相互作用点的数量，扁圆分子胶囊表现出对平面芳香分子的包合物选择性。该胶囊仅含有来自晕苯、苝和三亚苯的混合物的一分子晕苯。理论计算表明，主客体之间存在多个CH-π相互作用点，数量越多，包合发生的选择性就越大。我们还通过封装平面金属络合物揭示了分子胶囊的隔离功能。将单分子乙酰丙酮络合物定量封装在水性溶剂中的分子胶囊中。封装的铜络合物的固态室温ESR光谱显示出各向异性信号，这与封装之前的宽各向同性信号不同。 ESR光谱的线性分析表明，封装后的铜配合物处于类似于DMSO中的高极性环境中。这被认为是由于胶囊吡啶环中酸性氢的作用。此外，我们合成了邻亚苯基交联的水溶性分子夹并实现了选择性热异构化。该分子片段存在于三个旋转异构体中，但通过在引入亲水基团之前在水溶液中加热前体，它会聚成高度对称的形式，这似乎是所需的 C 型异构体。此外，在水溶液中对异构体混合物进行超声波照射，以捕获疏水性染料分子和荧光分子并使其水溶性。特别是，荧光分子的荧光寿命在包含前后没有变化，表明它们可能被单个分子捕获。