自己集合過程の速度論的ロックを利用した巨大ベルト状マクロサイクルの創製

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本研究では、熱力学的平衡から離れた非平衡状態において自己集合を行うことで、従来の熱力学的制御下では得ることが困難なベルト状錯体の構築手法の確立を目指している。これまでの研究で、2,3,6,7-テトラアミノトリプチセンとPd(II)イオンを錯形成する際に、トリエチレングリコール鎖を側鎖に導入したピラー[6]アレーン誘導体をテンプレートとして用いることで、ベルト状錯体の五核メタロナノベルトが選択的に得られることを明らかにしているが、五核以外の環サイズのメタロナノベルトの選択的な形成は達成できていなかった。本年度は、オリゴエーテル鎖を有するさまざまなコア構造を持つテンプレート分子と五核メタロナノベルトとの相互作用を調べるとともに、これらの分子を用いて自己集合過程における熱力学的および速度論的テンプレート効果について評価した。コアの形やサイズが異なるさまざまな分子に側鎖としてオリゴエーテル鎖を導入し、五核メタロナノベルトとの相互作用の強さを調べた。また、自己集合の過程でメタロナノベルトが生成する際のテンプレート効果の強さを評価した。その結果、五核メタロナノベルトとの相互作用が弱い分子についてはテンプレート効果が弱く、相互作用が強い分子でも、必ずしも強いテンプレート効果を示さないことが明らかとなった。一方、ピラー[5]アレーン誘導体をテンプレートとした場合は五核メタロナノベルトが初期段階で生成し、時間をかけて熱力学的に安定な四核メタロナノベルトへと変化していくという現象が観測された。すなわち、テンプレートの種類によっては、熱力学的に最も安定な種とは異なる種が速度論的に生成する速度論的テンプレート効果が発現することが見出された。このような速度論的テンプレート効果を利用することで、今後熱力学的平衡から離れた非平衡状態における新規なベルト状構造の構築が可能になると期待される。