自己組織化による大環状有機金属分子の構築とその分子認識機能を利用する反応場の設計

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初年度は、二価パラジウム錯体(en)Pd(NO_3)_2とピリジン核を有する種々の二座配位子から大環状四核および二核有機金属分子が効率良く自己組織化することを明らかにし、大環状有機金属分子の自己組織化に関する基礎的知見を集積した。すなわち、剛直な直線状二座配位子Py-X-Py(L1;Py=4-pyridyl,X=none,-CH=CH-,-C〓C-,-C_6H_4-,C〓C-C〓C-)からは、大環状四核錯体[(en)Pd(μ-L1)]_4(NO_3)_8が、一方、柔軟な二座配位子Py-Y-Py(L2;Y=-CH_2CH_2-,-CH_2-,-C(O)-)からは、大環状二核錯体[(en)Pd(μ-L2)]_4(NO_3)_8が、それぞれ自発的に自己組織化することを見いだした。前者の場合、ひずみを有しながらもエントロピー的に有利な大環状三核構造の副生(0-数%)が見られた。さらに今年度は、大環状構造を三次元的に拡張した"かご型構造"の錯体が、特定のゲスト化合物の存在下で自己組織化することも明らかにした。(en)Pd(NO_3)_2と三座配位子1,3,5-(PyCH_2)_3C_6H_3(L3)との反応では、一旦は複雑なオリゴマー混合物が生成する。しかし、この系に適度な大きさの疎水性部位を有するゲスト化合物を加えると、三次元内部空孔を有するかご型構造のPd三核錯体[[(en)Pd]_3(L3)_2](NO_3)_6が定量的に自己組織化することを見いだした(Induced-fit分子認識)。この錯体がゲストに誘起され自己組織化する過程は、NMRで経時的に観測することができた。加えたゲスト化合物の化学シフト値は顕著に高磁場シフトし、空孔内での錯形成が確認された。この錯体の構造をNMR、ESI-MS、元素分析等により決定するとともに、このホスト-ゲスト錯形成が1:1比で起こることも明らかにした。