分子錯体結晶の析出機構と分子配列制御

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多くの有機結晶では同一化合物でありながら分子配列の異なるものの析出が起こる(多形現象)。これらはその構造の違いから、種々の機能性に違いを生じ、工業的にも重要な問題となっている。分子錯体(包接化合物)結晶では、そのホスト構造が析出操作(晶析)の条件により変化し、これに付随して異性体分離効率や結晶の機能性あるいは反応特性が大きく変化する。このため、適正な結晶中の分子配列制御(構造制御)を行なうことが重要となる。本研究では上記観点から、結晶多形の競合的核発生、成長および転移過程とその環境条件との相関性、ならびに各過程のメカニズムを明らかにする目的で検討を行なった。L-グルタミン酸の多形(α、β形)の析出に及ぼす添加物としてのL-Phenの影響について検討を行ない、L-Phenがα形の析出を促進すること、およびαからβへの転移速度を遅らせることなどを認めた。また、この効果はD-Phenでは全く認められず、立体選択性が高いことを示した。また、単一結晶を用いた検討からα形では成長速度への影響と同時にモルフォロジーの著しい変化が起こり、これが(110)面へのL-Phenの吸着によることを明らかにした。一方、Ni錯体をホストとした包接化合物による1-、2-メチルナフタレン(1-,2-MN)異性体の分離について検討を行ない、結晶構造は操作条件に依存して変化し、これらの析出挙動は1-MNと2-MNの濃度に依存すること、また、1-MN系と2-MN系の析出挙動違いがこれら異性体分離メカニズムの本質に関わっていることなどを見い出した。