外部刺激に応答して瞬時にヘリシティーを変える超分子系金属錯体の創製

分子のヘリシティーのプログラミングは、スイッチングやセンサーなどの「分子認識」、自己複製や自己増殖など情報をコントロールする「情報機能」、エナンチオマーを作り分ける「触媒機能」という特異な機能をコントロールすることができる。これらの機能は分子メモリーや液晶材料など様々な工業的応用が期待できるため、近年ポリアセチレンやポリシランなど高分子材料を用いて精力的に研究されている。本萌芽研究では、置換活性な金属イオンを中心とした、瞬時なヘリシティー反転スイッチングを、アニオン制御のみならず、溶媒組成を外部刺激として制御することに成功をおさめた。本研究代表者が独自に開発した、光学活性なアミド基含有四座配位子と過塩素酸コバルト(II)から調製した単核コバルト(II)錯体は、硝酸アニオンを外部刺激として瞬時に絶対配置を反転することができる。そこでは、硝酸アニオンのコバルト(II)中心への配位とアミド水素への水素結合がヘリシティー反転に重要な役割を果たす。それらの弱い相互作用は用いる溶媒の性質により制御することが可能である。光学活性四座配位子-硝酸コバルト(II)錯体は、アセトニトリル中で左巻きヘリシティーを有するが、塩化メチレンの比率を高くすると右巻き構造へと反転する事をNMRやCDスペクトルを用いて明らかにした。さらに、その動的反転の半減期は38秒であることも明らかにした。このように、置換活性な金属錯体を活用すると、溶媒をアキラルな外部刺激としてヘリシティーの瞬時な反転が可能であることを明らかにした。

分子のヘリシティーのプログラミングは、スイッチングやセンサーなどの「分子認識」、自己複製や自己増殖など情報をコントロールする「情報機能」、エナンチオマーを作り分ける「触媒機能」という特異な機能をコントロールすることができる。これらの機能は分子メモリーや液晶材料など様々な工業的応用が期待できるため、近年ポリアセチレンやポリシランなど高分子材料を用いて精力的に研究されている。本萌芽研究では、置換活性な金属イオンを中心とした、瞬時なヘリシティー反転スイッチングを、アニオン制御のみならず、溶媒組成を外部刺激として制御することに成功をおさめた。本研究代表者が独自に開発した、光学活性なアミド基含有四座配位子と過塩素酸コバルト(II)から調製した単核コバルト(II)錯体は、硝酸アニオンを外部刺激として瞬時に絶対配置を反転することができる。そこでは、硝酸アニオンのコバルト(II)中心への配位とアミド水素への水素結合がヘリシティー反転に重要な役割を果たす。それらの弱い相互作用は用いる溶媒の性質により制御することが可能である。光学活性四座配位子-硝酸コバルト(II)錯体は、アセトニトリル中で左巻きヘリシティーを有するが、塩化メチレンの比率を高くすると右巻き構造へと反転する事をNMRやCDスペクトルを用いて明らかにした。さらに、その動的反転の半減期は38秒であることも明らかにした。このように、置換活性な金属錯体を活用すると、溶媒をアキラルな外部刺激としてヘリシティーの瞬時な反転が可能であることを明らかにした。