フレームワーク結晶中におけるロタキサンの回転運動を利用した新奇強誘電体材料の創製

利用轮烷在骨架晶体中的旋转运动创建新型铁电材料

• 批准号: 21K18977
• 负责人: 酒田 陽子
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18977/
• 关键词: ロタキサン; フレームワーク結晶; 動的特性; 金属錯体; 回転運動; 自己集合; 強誘電体

本研究は、様々なロタキサン骨格を結晶構造内に配列させ、ロタキサンの輪分子のナノメートルスケールの回転運動を電場などの外部刺激に応答させて制御し、新規な強誘電体材料の創製を目指すものである。昨年度の研究において、新たなロタキサンモチーフとして2,3-ジアミノトリプチセンとPd(II)イオンからなる錯体が様々なクラウンエーテルとの相互作用によりロタキサンが形成することを見出した。今年度は、この錯体の輪分子にDB30C10あるいは27C9を用いたロタキサンの結晶構造解析に成功した。二つの結晶構造について錯体周りの構造を比較すると、環サイズの小さい27C9の方がDB30C10よりも錯体骨格にサイズがフィットし、水素結合形成による安定化を受けやすいことが明らかとなった。また、27C9を用いたロタキサン結晶については27C9が四ヶ所にディスオーダーしている様子が観測され、結晶状態においても輪分子の回転運動が可能であることが示唆された。さらに、このロタキサンの形成速度を加速させる試みも行った。溶液中において、単純に軸分子となるPd(II)錯体と輪分子の27C9を混合した場合は、半減期122分とロタキサン形成は非常にゆっくりと進行する。この形成速度を加速させるため、様々な加速剤の添加実験を行った。Pd(II)イオンに配位する単座配位子を種々検討した結果、ハロゲン化物イオンを加えると、形成速度が最大27倍加速されることを見出した。これは、今後類似のロタキサンモチーフを構築する上での、効率的なロタキサン合成手法となり得る。

は, others in this study 々 な ロ タ キ サ ン に within bone を crystal structure with column さ せ, ロ タ キ サ ン の wheel molecular の ナ ノ メ ー ト ル ス ケ ー ル の back planning movement を electric field な ど の external stimuli に 応 answer さ せ て royal し, new rules な strong electric material lure の created を refers す も の で あ る. Yesterday's annual の research に お い て, new た な ロ タ キ サ ン モ チ ー フ と し て 2, 3 - ジ ア ミ ノ ト リ プ チ セ ン と Pd (II) イ オ ン か ら な る misprinted が others 々 な ク ラ ウ ン エ ー テ ル と の interaction に よ り ロ タ キ サ ン が form す る こ と を see out し た. Our は, こ の misprinted の wheel molecular に DB30C10 あ る い は 27 c9 を with い た ロ タ キ サ ン の crystallization structure に successful し た. Two つ の crystal structure に つ い て misprinted weeks り を の structure comparison す る と, ring サ イ ズ の small さ い 27 c9 の party が DB30C10 よ り も misprinted bone に サ イ ズ が フ ィ ッ ト し, water element form に よ る stabilization を by け や す い こ と が Ming ら か と な っ た. C9 を use い ま た, and 27 た ロ タ キ サ ン crystallization に つ い て は 27 c9 が four ヶ に デ ィ ス オ ー ダ ー し て い る others child が 観 measuring さ れ, crystalline state に お い て も の が planning movement back wheel molecules may で あ る こ と が in stopping さ れ た. Youdaoplaceholder0, ロタキサ ロタキサ ロタキサ を the formation speed of を accelerates させる try み った line った. Solution に お い て, pure に 単 shaft molecular と な る Pd (II) misprinted と wheel molecular の 27 c9 mixed を し た は, half life 122 と ロ タ キ サ ン form は に ゆ っ く り と for す る. The formation rate of <s:1> <s:1> is を accelerated させるため, and the addition of a 々な accelerator <s:1> is experimentally を. Pd (II) イ オ ン に ligand す る 単 a ligand を kinds 々 beg し 検 た results, ハ ロ ゲ ン compound イ オ ン を plus え る と, forming velocity が 27 times acceleration さ れ る こ と を shows し た. こ れ は, the future similar の ロ タ キ サ ン モ チ ー フ を build す る on で の, sharper rate な ロ タ キ サ ン synthesis technique と な り る.

项目成果

Synthesis of amphiphilic chiral salen complexes and their conformational manipulation at the air-water interface

两亲手性萨伦配合物的合成及其在空气-水界面的构象操纵

• DOI: 10.1039/d2dt03201e
• 发表时间: 2023
• 期刊: Dalton Transactions
• 影响因子: 4
• 作者: Shigehisa Akine;Keisuke Nomura;Mizuho Takahashi;Yoko Sakata;Taizo Mori;Waka Nakanishi;Katsuhiko Ariga
• 通讯作者: Katsuhiko Ariga

オリゴエーテル鎖を有するさまざまなテンプレート分子を用いた自己集合型メタロナノベルトの構築とゲスト認識

使用具有低聚醚链的各种模板分子构建自组装金属纳米带和客体识别

• 发表时间: 2021
• 作者: Yoko Sakata;Ryo Tsuyuki;Shingo Sugimoto;Shigehisa Akine;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久;酒田陽子;Yoko Sakata;Yoko Sakata;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久;酒田陽子・日比敏博・中村亮介・秋根茂久;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久;酒田陽子;酒田陽子;酒田陽子;Yoko Sakata;Yoko Sakata;日比敏博・酒田陽子・秋根茂久;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久
• 通讯作者: 中村亮介・酒田陽子・秋根茂久

オリゴエーテルとの相互作用を利用したメタロナノベルトの形成と構造変換の速度論的制御

利用与低聚醚的相互作用对金属纳米带形成和结构转变的动力学控制

• 发表时间: 2023
• 作者: Yoko Sakata;Ryo Tsuyuki;Shingo Sugimoto;Shigehisa Akine;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久
• 通讯作者: 中村亮介・酒田陽子・秋根茂久

速度論的テンプレート効果を用いた自己集合によるメタロナノベルトのサイズ選択的構築

利用动力学模板效应通过自组装实现金属纳米带的尺寸选择性构建

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoko Sakata;Ryo Tsuyuki;Shingo Sugimoto;Shigehisa Akine;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久;酒田陽子;Yoko Sakata;Yoko Sakata;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久;酒田陽子・日比敏博・中村亮介・秋根茂久;中村亮介・酒田陽子・秋根茂久
• 通讯作者: 中村亮介・酒田陽子・秋根茂久

Rhodium(I) Complexes Bearing an Aryl-Substituted 1,3,5-Hexatriene Chain: Catalysts for Living Polymerization of Phenylacetylene and Potential Helical Chirality of 1,3,5-Hexatrienes

带有芳基取代的 1,3,5-六三烯链的铑(I)配合物：苯乙炔活性聚合催化​​剂和 1,3,5-六三烯的潜在螺旋手性

• DOI: 10.1002/ange.202108032
• 发表时间: 2021
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition
• 作者: Shiori Sakamoto;Tsuyoshi Taniguchi;Yoko Sakata;Shigehisa Akine;Tatsuya Nishimura;Katsuhiro Maeda
• 通讯作者: Katsuhiro Maeda