水素結合とπ-d電子系を組み合わせた自己組織化金属錯体の構築と機能

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分子に情報を埋め込もことにより自己修復、自己再生機能の付与が可能である。我々はこれまで外場応答等の機能付与が比較的実現可能な金属錯体に焦点をあて、水素結合等の非共有結合性相互作用により自己組織化する系を探索し、その形成過程について検討を行ってきた。本研究では、非共有結合性相互作用に基づく金属錯体の自己組織化とその形成過程について遂行してきたテトラキスイミダト系集積型金属錯体について成功したので報告する。核酸塩基の一種であるウラシルとNa2PdCl4を4:1で反応させたところ、ウラシルがパラジウムに4分子配位した錯体の形成が確認された。この錯体分子はパラジウムの上下に2つのNa+イオンを配位させており、これは負に帯電した4分子のウラシルによって電気的に中性になったパラジウムにNa+が接近したものと考えられる。この錯体は結晶中で無限柱状構造[Na2Pd(1-MeU-)4(H20)2]nを形成しており、それが隣接するウラシル分子との間でスタッキングし、その結果チャンネル構造を形成していることが分かった。このような超分子構造は他の環状イミドを用いた場合や、他のアルカリ金属を用いた場合にも容易に形成されることが明らかとなった。即ち、1-MeUHを用いても、アルカリ金属がK+やCs+の場合にはNa+の時とは異なるジグザグ状の無限柱状構造を、イミダト基としてスクシンイミドを用いると斜めに伸びる無限柱状構造を形成することが明らかとなった。これらは金属イオンとそれを取り囲むカルボニル酸素キャビティーのサイズによってコントロールされており、チャンネルサイズをコントロールすることによって分子フィルターとしての観点からも極めて興味深い構造と考えている。