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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(en)Pd(NO_3)_2(1)と配位子PyCH_2C_6H_4CH_2Py(2,Py=4-ピリジル)の反応で、[(1)-(μ-2)]_2(NO_3)_4で示される大環状化合物3と、この化合物二分子が鎖のようにつながった[2]カテナン4(=(3)_2)の平衡混合物が生成することを見いだした。系中の成分を高濃度にするか、系中に塩を添加することで、平衡組成は定量的にカテナン4の側に片寄った。単環3からカテナン4への変換は配位子交換を経て進行することが示された。カテナンの構造はNMR、質量分析、および類縁白金錯体4'の結晶構造解析により決定した。この白金錯体の系では、白金とピリジン核の結合の可逆性を媒体の極性と温度で制御することで、不可逆的に単環を連結してカテナン4'をつくることができた。一方、1と三座配位子1,3,5-トリス(4-ピリジル)トリアジン5の錯体形成では、(1)_6(5)_4の組成でアダマンタン型に閉じた、三次元構造のPd(II)六核錯体6が定量的に自己集合した。6の構造は、X線結晶構造解析により決定した。この錯体は、直径約10Aの球が内接する三次元内部空孔を有し、水溶液中では、この空孔にアダマンタンカルボン酸Na塩4分子を包接することがわかった。配位子の骨格を伸長することで、さらに大きなアダマンタン型錯体が定量的に組織化した。レーザー光散乱による粒径測定により、これらの化合物がナノメートルスケールに到達する粒径を持つことが示された。