Alternative TitleConstruction reaction of bowl-type vanadium oxide molecule by template reaction
Periodical title平成19(2007)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書 = 2007 Fiscal Year Final Research Report
Note (General)超伝導,磁性,半導体,触媒能など現代文明を支えるハイテク化合物の多くに酸化物が用いられている。最高の性質を求めると酸化物にたどり着き,その分子レベルでの理解が重要となる。しかし,酸化物を分子として合成することは意外にも難しく,前人未踏の世界が広がっている。本研究において,酸化物イオンが金属イオンに配位した完全無機錯体の化学を発見し,錯体化学を無機物質にまで拡張できることを証明した。ルイス酸であるさまざまな金属イオンを,バナジウムオキソ酸からポリ酸といわれるオリゴマー酸化物分子を形成し,ヘテロ原子としての遷移金属を取り込んだ酸化物分子を合成した。(Bu_4N)[VO_3]溶液にさまざまな金属塩を加えると,そのルイス酸性によりバナジン酸の縮合反応が進行し,クラウンエーテルと似た環状酸化物[VO_3]_n^<n->イオンが生成する。Co(II),Ni(II),Cu(II),Zn(II)イオンを無水条件で反応させることで,さまざまな環員数nの大環状無機錯体[M_1(VO_3)_n]^<m-> を合成した。これは,環状ポリオキソバナデートが,クラウンエーテルのように金属に配位した無機配位子による配位化学である。また,環状無機錯体から,金属を取り除くとディスク状の酸化物骨格が残され,テンプレート存在下に縮合反応を行わせると,環状酸化物を入り口にしたお椀型のクラスターから球状のクラスターへと骨格変換される。硝酸イオンをテンプレートに用いると,驚くべきことにDNA二重らせんに類似した,バナジウムV8リボンの二重鎖からなる無機不斉分子への発見につながった。戦略的な基礎化合物である酸化物にヘテロ原子として種々の遷移元素を取り込んだ「分子」を,錯体合成できることを立証し,初めて無機二重らせん分子を発見した。本研究により,無機配位子を実際に有効に機能させ興味深い酸化物分子を多数開拓できたので,今後は機能性物質への展開が望まれる。
Metal oxide is one of a popular material in high-tech world in modern society such as superconductivities, magnetic or semiconductor properties, and catalysts. When we look for the best properties of all, many of these materials are turning up to be metal oxides, and need to understand those properties from the molecular level. The synthesis of metal oxide as a molecule is seemingly easy, but is a challenge for a chemist for a long time, and unexplored world is wailing. In this study, we discover the chemistry of inorganic complex in which the oxide anion is coordinated to the metal atoms, and we proved the coordination chemistry can be expanded to the world of pure inorganic oxide chemistry. The inorganic complex was achieved by the combination of polyoxovanadates and the metal cations as Lewis acid The Lewis acidity of the metal sources prompt the condensation reaction of the metavanadate species, which is tri or tetramer in acetonitrile solution. The resulting pureinorganic complex of an, Ni(II), Cu(II), and Zn(II) have been synthesized in non-aqueous solution and various oxide molecule with crown-type oxide anion ligands were synthesized. Most of the interesting finding in this study is a discovery of the chiral inorganic molecule. When we condense the vanadate under the presence of nitrate template, we found the formation of two octadecavanadate chains through the nitrate template capped the both ends of the chain by V05 pyramidal units. In other view, the first double helical inorganic molecule had been emerged.The new chemistry of fundamental oxide of vanadium is strategic importance, and the understanding of the variety of properties in oxide can be tackled from the point of molecular chemistry. This study explorer the chemistry of oxide molecule and many interesting formation of disk, cage, chiral oxide molecule have been realized, and further studies will provide the extention toward the functional materials.
研究課題/領域番号:16550051, 研究期間(年度):2004-2007
出典：「テンプレート反応を利用した半球状バナジウム酸化物分子の構築反応」研究成果報告書 課題番号16550051 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
Sourcehttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=43064&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
Related Materialhttps://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=10231531
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16550051/
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Data Provider (Database)国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）