Synthesis and functional development of nanocarbon molecular complexes

本研究は「ナノカーボン分子錯体の合成と機能展開」と題し，巨大湾曲π電子系を有するナノカーボン分子と金属錯体のハイブリット化を行い，その錯体化学を開拓する．構造が定まっていないことから，応用研究が主導となっている「ナノカーボン・金属複合体」の化学に対し，一義的な構造を有するナノカーボン分子錯体を合成することで，構造と物性の原理的理解をもたらし，新たな機能開拓を目指す．研究初年度である2022年度は，ナノカーボン分子錯体の化学を開拓する上で基盤となる技術の開発を行った．ナノカーボン分子錯体の配位子交換・金属交換の手法を開拓するとともに，具体的な成果として，以下を論文としてまとめた．(1) ナノカーボン分子錯体の設計・合成を行う上で，基盤となる湾曲ナノカーボン分子の構造の多様化は重要である．この観点から，負の曲率を有するサドル構造 (Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告)，ハイパーロイド構造 (Chem. Asian J.誌に報告) を有するナノカーボン分子の設計・合成を行った．(2) これまでに報告してきた湾曲ナノカーボン分子の化学について，総説としてまとめた (Proc. Jpn. Acad., Ser. B誌に報告)．(3) 合成の最適条件を簡便に求める手法として，実験計画法と機械学習を組み合わせた手法の開発を行った (Chem. Asian J.誌に報告)．(4) 湾曲ナノカーボン分子は種々のゲストと超分子錯体を形成することが知られている．その超分子錯体の会合比決定問題について赤池情報量規準 (AIC) を用いた手法を提唱した (Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告)．以上のように，ナノカーボン分子錯体を設計・合成・機能展開する上で重要な礎を確立できた．

本研究は「ナノカーボン分子錯体の合成と機能展開」と題し，巨大湾曲π電子系を有するナノカーボン分子と金属錯体のハイブリット化を行い，その錯体化学を開拓する．構造が定まっていないことから，応用研究が主導となっている「ナノカーボン・金属複合体」の化学に対し，一義的な構造を有するナノカーボン分子錯体を合成することで，構造と物性の原理的理解をもたらし，新たな機能開拓を目指す．研究初年度である2022年度は，ナノカーボン分子錯体の化学を開拓する上で基盤となる技術の開発を行った．ナノカーボン分子錯体の配位子交換・金属交換の手法を開拓するとともに，具体的な成果として，以下を論文としてまとめた．(1) ナノカーボン分子錯体の設計・合成を行う上で，基盤となる湾曲ナノカーボン分子の構造の多様化は重要である．この観点から，負の曲率を有するサドル構造 (Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告)，ハイパーロイド構造 (Chem. Asian J.誌に報告) を有するナノカーボン分子の設計・合成を行った．(2) これまでに報告してきた湾曲ナノカーボン分子の化学について，総説としてまとめた (Proc. Jpn. Acad., Ser. B誌に報告)．(3) 合成の最適条件を簡便に求める手法として，実験計画法と機械学習を組み合わせた手法の開発を行った (Chem. Asian J.誌に報告)．(4) 湾曲ナノカーボン分子は種々のゲストと超分子錯体を形成することが知られている．その超分子錯体の会合比決定問題について赤池情報量規準 (AIC) を用いた手法を提唱した (Angew. Chem. Int. Ed.誌に報告)．以上のように，ナノカーボン分子錯体を設計・合成・機能展開する上で重要な礎を確立できた．