Structural chemistry of chiral diamond twin

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ダイアモンドは見た目だけでなくその構造も美しく，科学者の興味を惹き続けている．その構造の特徴は「強等方性」と「完全対称性」という性質されるが，近年その特徴を併せ持つ新しい炭素性3次元物質「ダイアモンドの双子」の存在が提唱されている．特筆すべきは，ダイアモンドの双子には，ダイアモンドにはないキラリティが存在するという点である．「ダイアモンドの双子のキラリティに着目した構造化学」と題した本研究は，ダイアモンドの双子に存在するキラリティの性質を構造化学の観点から解き明かそうとするものである．本年度においては，研究計画に基づいて「構造拡張」をキーワードに検討を進めた．金属イオンとの相互作用とそのキラリティの伝播を明らかにすることを目的に，ダイアモンドの双子の最小かご分子の構造を多様化する合成ルートを開拓した．この検討の中で得られた分子において，ホスト-ゲスト化学に関連する想定外の発見もあり，解析を続けている．また，柔軟に形成・分解をする部位を組み込むことによって，最小かご単位を2つ融合させた構造へのアクセスも可能となった．現在，構造解析を検討中であるが，隣り合うかご構造同士でキラリティが伝播し，ネットワーク全体でキラリティが揃った状態が実現されている．以上のように，ダイアモンドの双子の構造を活用した分子デザイン・合成ルートの開発を進めることで，そのキラリティに由来する構造・物性に関する知見を明らかにしてきている．また，キラリティを持つ筒状/螺旋状ナノカーボン分子の物性に関する研究成果も報告している．