「フォトクロミック錯体の創製と機能化」
金 原 数
Kazushi Kinbara
東北大学・多元物質科学研究所・教授
連絡先
〒980-8577 宮城県仙台市青葉区片平2−1−1
Phone: 022-217-5612, Fax: 022-217-5612
E-mail: kinbara＠tagen.tohoku.ac.jp（＠を半角に直してください）
分担者
なし
専 門
有機化学、超分子化学
役割分担
「フォトクロミック錯体の創製と機能化」 A03班 公募研究
略 歴
1996年東京大学大学院工学系研究科博士課程修了。1996年より同助手。1999年東京大学大学院新領域創成科学研究科助手。2001年東京大学大学院工学系研究科講師。2006年同助教授。2008年東北大学多元物質科学研究所教授。
学 位
博士（工学）（東京大学、1996年）
主な所属学会
日本化学会、高分子学会、有機合成化学協会、アメリカ化学会など
受賞等
ACS Arthur K. Doolittle Award（2006年）、文部科学大臣表彰若手科学者賞（2007年）
本特定領域での研究目標と方針
「分子機械」というキーワードはナノテクノロジー分野で多くの研究者を魅了しており、これをもとにした分子認識素子、あるいは分子メモリなどの先駆的な成果が報告されてきました。しかしながら同時に、合成分子機械の分野はコンセプトが先行してきたことは否めず、機械的な動きをもって「初めて」可能となる特徴的な機能を明確に実証した例は限られています。本研究課題では、フォトクロミック部位を駆動部として有する光駆動分子機械を創製し、その動きを利用して、物質変換という化学現象の制御を行うことを目的としています。すなわち、遷移金属錯体の配位子にフォトクロミック部位を導入し、触媒に対し機械的な動きを施すことでその反応選択性を制御し、通常の触媒反応では得られない、特異な物質を得ることを最終的な目標としています。具体的には、上図にあるような環状ジイミン型配位子を設計しました。環状構造にすることにより、フォトクロミック部位で起こる構造変化が効率よく触媒活性部位に伝達されることを期待しています。まずは、このような配位子を用いて遷移金属錯体を合成します。ここで問題となるのは、遷移金属による光励状態のクエンチですが、適切なフォトクロミック部位を選択することで、その解決を目指します。さらに、フォトクロミック部位の光異性化に伴う構造変化によりジイミン部位周囲の立体環境を機械的に変化させることで、触媒反応の反応性、立体選択性、基質選択性を可逆的に制御し、新規物質の創製に挑戦します。
- H. Kai, S. Nara, K. Kinbara, and T. Aida, Toward Long-Distance Mechanical Communication: Studies on a Ternary Complex Interconnected by a Bridging Rotary Module, J. Am. Chem. Soc., 130, 6725–6727 (2008).
- T. Muraoka, K. Kinbara, and T. Aida, Mechanical Twisting of a Guest by a Photoresponsive Host, Nature, 440, 512–515 (2006).
- K. Kinbara and T. Aida, Toward Intelligent Molecular Machines: Directed Motions of Biological and Artificial Molecules and Assemblies, Chem. Rev., 105, 1377–1400 (2005).
- D. Ishii, K. Kinbara, Y. Ishida, N. Ishii, M. Okochi, M. Yohda, and T. Aida, Chaperonin-Mediated Stabilization and ATP-Triggered Release of Semiconductor Nanoparticles, Nature, 423, 628–632 (2003).
- T. Muraoka, K. Kinbara, Y. Kobayashi, and T. Aida, Light-Driven Open-Close Motion of Chiral Molecular Scissors, J. Am. Chem. Soc., 125, 5612–5613 (2003).
