ディスク状多座配位子を利用した金属イオンの多次元精密集積化と動的機能発現

使用盘状多齿配体进行金属离子的精确多维整合和动态功能表达

• 批准号: 16655020
• 负责人: 塩谷 光彦
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16655020/
• 关键词: 金属錯体; 超分子; 分子カプセル; 環状ペプチド; 多座配位子; 多核金属錯体; 動的機能; 分子運動素子; ディスク状他座配位子; 自己集合; 銀(I)イオン; サンドイッチ錯体

本研究は、中心ベンゼン環に放射状に配位子を導入したディスク状多座配位子を利用して、2次元の階層的金属配列構造、3次元動的ナノカプセル、多核金属中心の配位子交換反応を用いた分子運動素子を精密に構築することを目的とした。具体的な研究実績は、以下のとおりである。(1)第1世代、第2世代型配位子を兼ね備えるディスク状世代型6座配位子を合成し、第1世代配位子には銀イオンが、第2世代配位子には水銀イオンが選択的に結合し、定量的な階層配列が可能であることが明らかになった。この知見は、後述するダブル分子ボールベアリングの構築に展開された。(2)ディスク状3座配位子と銀イオンの組み合わせにより、直径数nmの球状カプセルが定量的に形成されることを明らかにした。また、配位子と金属イオンの比率を変えることにより、カプセル型とかご型の間を定量的に相互変換することがわかった。包接分子の捕捉と放出が可能な動的カプセルが構築できた。(3)2種類のディスク状3座および6座配位子配位子と3個の銀イオンからなる分子ボールベアリングの回転速度を、配位子環のサイズや各種官能基の導入により、広範囲に制御できることを可能にした。また、上記(1)の知見をもとに、金属イオンがリンクするダブル分子ボールベアリングの構築に成功した。同一分子内の2つのボールベアリングの回転運動は、リンク部分を通して同期していることが種々の実験から示唆され、分子ギアとしての機能が実現された。

这项研究旨在使用二维层次金属阵列结构，三维动态纳米胶囊和多核金属中心的配体交换反应精确构建分子运动装置，并使用圆盘形的多齿配体，其中将径向的配体引入了径向配体中，将其引入中央苯唑环中。具体的研究结果如下：（1）合成了第一代和第二代配体结合的类似盘状的六片状配体，并揭示了银离子有选择性地绑定到第一代配体，汞离子被选择性地绑定到第二代配体与第二代配体绑定，从而可以形成定量的层层层次的配体。这一发现是在下面描述的双分子滚珠轴承的构建中得出的。 （2）据揭示，盘状三叉酸配体和银离子的组合允许定量形成直径为几个NM的球形胶囊。还发现，通过更改配体与金属离子的比率，可以实现胶囊和汽车类型之间的定量互连。构建了能够捕获和释放包含分子的动态胶囊。 （3）分子球轴承的旋转速度由两种类型的类似于圆盘的三叉戟和六源配体配体和三个银离子组成，可以通过引入配体环尺寸和各种官能团在较大范围内控制。此外，根据上面（1）中（1）中的发现，我们成功地构建了一种双分子滚珠轴承，其中金属离子与金属离子相连。各种实验表明，同一分子内两个球轴承的旋转运动通过链路部分同步，从而作为分子齿轮达到了功能。

项目成果

Quantitative Dynamic Interconversion between Ag (I)-Mediated Capsule and Cage Complexes Accompanying Guest Encapsulation

Ag (I) 介导的胶囊与伴随客体封装的笼状复合物之间的定量动态相互转化

• 发表时间: 2005
• 期刊: Angew.Chem., Int.Ed. 44
• 作者: S.Hiraoka;K.Harano;M.Shiro;M.Shionoya
• 通讯作者: M.Shionoya