多種の成分からなる多面体型錯体の構築と新規構造・機能の創製

点击翻译按钮获取中文摘要

これまでに、二座の配位子とPd(II)イオンから、自己組織化性のM24L48球状錯体が構築されることを報告している。この72成分の球状錯体を、予備知見をなしに予測して合成することはほぼ不可能である。しかし、二種類の配位子を混合して錯形成を行うことで、この自己組織化において、配位子の折れ曲がり角度が生成物を決定する最も重要なパラメーターであり、"平均の"折れ曲がり角度が134°～149°の場合にM24L48球状錯体が生成することがわかっている。本研究では、この知見を用いることで、未知の配位子から予測してM24L48球状錯体を合成できると考えた。実際の化学構造でも134°～149°に折れ曲がった配位子からM24L48球状錯体が自己組織化すると予測し、新規配位子からM24L48球状錯体の合理的な合成を検討した。新規配位子の設計として、ピロール環を中心骨格として用いた。この設計には、窒素原子上の置換基および窒素原子の導入位置により、折れ曲がり角度を微調整できる利点がある。試行錯誤の結果、設計した3種類の配位子は、それぞれ147°、143°および135°に折れ曲がっており、M24L48球状錯体の合成が期待できることがわかった。そこで、それらの配位子を合成し、それぞれについてPd(II)イオンとの錯形成を行った。得られた生成物の構造を各種MR、質量分析およびX線結晶構造解析により決定した。その結果、3種類の配位子のいずれからも、定量的にM24L48球状錯体が得られたことがわかった。特に経験予測のしきい値(134°)を僅かに超えるだけの配位子からも、副生成物と混ざることなく、M24L48球状錯体のみが構築された。配位子の折れ曲がり角度に基づくシンプルな予測から、M24L48球状錯体を合成することに成功した。