不均一系触媒作用を目指した無機キラルナノスクロール創製への挑戦

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粘土鉱物は層状の無機化合物である。これを反応場と観た場合に、２次元的に制限された粘土層間に分子が近接して吸着しているために理想的な分子認識の場を提供すると考えられる。例えば光学活性な分子である２価のトリスキレート型錯体（[Ru(phen)3]2+ (phen = 1,10-フェナントロリン)がモンモリロナイト粘土鉱物へ吸着する場合、一方の型の光学対掌体（エナンチオマー）単独では吸着は１分子層で留まるのに対して、ラセミ体（１：１の光学対掌体）の場合では２分子層にまで吸着する。この差は粘土面上に一定配向で吸着した分子間に働く立体選択的相互作用の違いによって引き起こされると推定されてきた。しかし、粘土鉱物は絶縁性の微結晶（１ミクロン以下）であることから、プローブ顕微鏡や3次元X線構造解析などの方法を適用して、上の仮説を検証することが困難であった。このため、長い間、粘土面での分子識別機構のミクロレベルでの解明は未解決の課題となってきた。今回我々はこれを乗り越えるための新しい手段として、独自に開発した赤外円二色性分光法（VCD）を適用した。本研究では、エナンチオマー間の相互作用を調べた。１価のトリスキレート型錯体[Ir(bzq)2(phen)]＋（bzqH = ベンゾ[h]キノリン）のエナンチオマーを用いて、モンモリロナイト面での吸着分子間の相互作用を調べた。その結果、VCDスペクトルの強度が分子間相互作用の影響を敏感に受けることがわかった。理論計算との比較から、１分子層と２分子層の間での分子間相互作用の違いを詳しく解明することができ、論文発表およびプレスリリースをおこなった。用いたイリジウム錯体は光反応などで着目されていることから、今後粘土鉱物を担体に用いた不均一系触媒反応などへの発展が期待できる。