JP2007015947A - Spherical transition metal complex and method for producing the same - Google Patents

Spherical transition metal complex and method for producing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spherical transition metal complex of a transition metal complex having a hollow shell formed out of n1 transition metal atoms (n1 is an integer of 6-60) and 2n1 organic bidentates having substituents regulated so as to be oriented in the interior of the hollow shell; and to provide a method for producing the complex. <P>SOLUTION: The spherical transition metal complex having the hollow shell is provided. The hollow shell is formed out of the n1 transition metal atoms and 2n1 organic bidentates having the substituents which are regulated so as to be oriented in the interior of the hollow shell. The method for producing the spherical transition metal complex involves reacting the organic bidentates having the substituents in a proportion of 1-5 mol with the transition metal compound of 1 mol. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、置換基を有する二座有機配位子と遷移金属原子から形成される中空の殻を有し、二座有機配位子の置換基が中空の殻内部に配向してなる新規な球状遷移金属錯体、およびその製造方法に関する。   The present invention has a novel hollow shell formed from a bidentate organic ligand having a substituent and a transition metal atom, and the substituent of the bidentate organic ligand is oriented inside the hollow shell. The present invention relates to a spherical transition metal complex and a method for producing the same.

厳密に制御されたナノサイズの中空構造体は、表面、内面、孤立内部空間の3つの領域に分類することができる。これまで、その表面や内部空間については盛んに研究が行われてきたが、人工系において内面を利用した研究例はほとんど報告されていない。   Strictly controlled nano-sized hollow structures can be classified into three regions: surface, inner surface, and isolated interior space. So far, the surface and internal space have been extensively studied, but there have been few reports on research using the inner surface in artificial systems.

近年、フェリチンなどの球状タンパク質や球状ウイルスCCMVなど、自然界のナノスケール構造体の内面を利用した研究が行われている。これらの構造体は人工的な刺激により分解されても、再び自己組織化によって元の構造に復元する。球殻構造(中空の殻を有する球状構造)の内面に向くようにサブユニットに対し官能基修飾を行い、自己組織化によって再び球殻構造を形成させることで、球状の内面へ官能基を精密に配置することができる(非特許文献1、2)。   In recent years, research using the inner surface of natural nanoscale structures such as globular proteins such as ferritin and globular virus CCMV has been conducted. Even if these structures are decomposed by an artificial stimulus, they are restored to their original structures by self-organization. The functional group is modified on the subunit so that it faces the inner surface of the spherical shell structure (spherical structure having a hollow shell), and the spherical shell structure is formed again by self-organization, so that the functional group is precisely applied to the spherical inner surface. (Non-patent Documents 1 and 2).

しかしながら、球状構造の内面へ複数の官能基を100%の確率で同時に結合させるのは、有機化学的には困難である。
従って、化学的な手法によって球状構造を設計し、その内部に機能性の官能基の導入を行うことができれば、分子設計によって構造や機能を自由に制御できると期待される。
However, it is difficult in organic chemistry to simultaneously bond a plurality of functional groups to the inner surface of the spherical structure with a probability of 100%.
Therefore, if a spherical structure is designed by a chemical method and functional functional groups can be introduced therein, it is expected that the structure and function can be freely controlled by molecular design.

従来、有機分子を基本骨格とした機能的な構造体としては、デンドリマーやミセルが知られている。
デンドリマーは三次元の枝分かれ構造をしており、機能性部位が内部に密集している。これらの官能基が球体内に集まることによって、金属イオンの包接、光エネルギーの捕集などの機能が見出されている(非特許文献3〜7)。
Conventionally, dendrimers and micelles are known as functional structures having organic molecules as a basic skeleton.
Dendrimers have a three-dimensional branched structure, and functional parts are densely packed inside. Functions such as inclusion of metal ions and collection of light energy have been found by collecting these functional groups in the sphere (Non-Patent Documents 3 to 7).

また、デンドリマーの末端を架橋した後にコアを除去することで、内部に空間を持った球殻構造とし、中心に集まった官能基によって標的分子の選択的な認識なども行われており、分子インプリンティングとして注目されている(非特許文献8〜11)。
しかしながら、デンドリマーは合成が煩雑であり、内部の空間を広げることが難しいといった問題点がある。
In addition, by removing the core after cross-linking the end of the dendrimer, it has a spherical shell structure with a space inside, and the target molecule is selectively recognized by the functional group gathered at the center. It has attracted attention as printing (Non-Patent Documents 8 to 11).
However, the dendrimer has a problem that the synthesis is complicated and it is difficult to expand the internal space.

一方、ミセルは、親水性部位と疎水性部位からなる両親媒性物質が溶媒中で疎水性相互作用により自己集合することで形成された球殻構造体である。水中にあるミセルの場合、疎水性部位はミセル内部に配向しており、この疎水性部位に様々な機能性官能基を導入することにより、ミセルの内面の環境を自由にかつ容易に制御することが可能である(非特許文献12,13)。   On the other hand, a micelle is a spherical shell structure formed by self-assembly of an amphiphilic substance composed of a hydrophilic part and a hydrophobic part by hydrophobic interaction in a solvent. In the case of micelles in water, the hydrophobic part is oriented inside the micelle, and the environment on the inner surface of the micelle can be controlled freely and easily by introducing various functional functional groups into this hydrophobic part. Is possible (Non-patent Documents 12 and 13).

しかしながら、ミセルにおいては構成成分の数や集合の密度に分布が生じるため、一義的に大きさや構造を制御することができず、内部の官能基を精密に配置することはできない。そのため、内部に集積する官能基の数も規定することが難しい。   However, in micelles, since the distribution occurs in the number of constituent components and the density of the assembly, the size and structure cannot be uniquely controlled, and the internal functional groups cannot be precisely arranged. Therefore, it is difficult to define the number of functional groups that accumulate inside.

中空構造を利用した高度な機能化を目指すためには、その内部に広い空間を有することが重要である。また、構造や大きさが明確に決まっており、かつ一義的に生成するような構造体を用いることにより、内部に配置される官能基の数およびその位置を精密に制御する必要がある。   In order to aim at advanced functionalization using a hollow structure, it is important to have a wide space inside. Further, it is necessary to precisely control the number and positions of functional groups arranged inside by using a structure whose structure and size are clearly determined and that is uniquely generated.

近年、前述したような弱い結合が共同的に働くことによる自己組織化を用いて、構造が制御され、かつ広い空間を有する様々な構造体が構築されている。   In recent years, various structures having a controlled structure and a wide space have been constructed by using self-organization based on the cooperative action of weak bonds as described above.

本発明者らも、有機配位子と遷移金属イオンとの配位結合を利用した自己組織化を検討している。配位結合は適度な結合力があり方向性が明確に規定されているため、精密に構造が制御された分子集合体を自発的かつ定量的に構築することが可能である。また、金属の種類や酸化数に応じて配位数や結合角を制御することができるため、多様な配位結合性の構造体を得ることができる(特許文献14〜16)。   The present inventors have also studied self-organization using a coordinate bond between an organic ligand and a transition metal ion. Since the coordinate bond has an appropriate binding force and the directionality is clearly defined, it is possible to spontaneously and quantitatively construct a molecular assembly whose structure is precisely controlled. In addition, since the coordination number and the bond angle can be controlled according to the type of metal and the oxidation number, various coordination bonding structures can be obtained (Patent Documents 14 to 16).

例えば、平面四配位性のPd(II)イオンを用いた場合には配位結合の方向を90度に規定できる。特に、シス位をエチレンジアミンで保護したパラジウムエチレンジアミン硝酸錯体[(en)Pd(NO](M)と、パネル状の有機配位子(L)からは、配位子に応じた様々な中空構造が最も安定な状態として自己集合する(特許文献17〜22)。 For example, when planar four-coordinate Pd (II) ions are used, the direction of coordination bond can be defined as 90 degrees. In particular, a palladium ethylenediamine nitrate complex [(en) Pd (NO 3 ) 2 ] (M) in which the cis position is protected with ethylenediamine and a panel-like organic ligand (L) are various depending on the ligand. The hollow structure self-assembles as the most stable state (Patent Documents 17 to 22).

また、多成分からなるM1224組成の立方八面体型の球状錯体の自己集合も見出されている(非特許文献23)。中心がフランやベンゼンである約120度の折れ曲がり型二座配位子24個とPd(II)イオン12個が自己集合し、8枚の正三角形と6枚の正方形の計14枚の面を構成している。この場合、頂点の数は12、辺の数は24で各々金属イオンと配位子の数に相当する。 In addition, a self-assembly of a cubic octahedral spherical complex having a multi-component M 12 L 24 composition has also been found (Non-patent Document 23). Twenty-four bent-type bidentate ligands of about 120 degrees centered on furan or benzene and 12 Pd (II) ions are self-assembled to form a total of 14 faces, 8 equilateral triangles and 6 squares. It is composed. In this case, the number of vertices is 12, the number of sides is 24, which corresponds to the number of metal ions and ligands, respectively.

この構造は、X線結晶構造解析により明らかになっており、直径約3.5nm、内部空間容積約22nmであり、巨大な三次元中空構造が構築されている。また、配位子の長さを変化させた二座配位子からも同様にM1224組成の球状錯体が構築されることがわかっており、直径5nmの球状錯体が自己集合する。これらの錯体は、球状という内部の空間が最も広くなる構造をとっており、このサイズであると生体分子のタンパク質や核酸などが包接できる大きさである。 This structure is clarified by X-ray crystal structure analysis, and has a diameter of about 3.5 nm and an internal space volume of about 22 nm 3 , and a huge three-dimensional hollow structure is constructed. Further, it is known that a spherical complex having a composition of M 12 L 24 is similarly constructed from a bidentate ligand in which the length of the ligand is changed, and a spherical complex having a diameter of 5 nm self-assembles. These complexes have a spherical structure in which the internal space is the widest, and this size is sufficient for inclusion of biomolecules such as proteins and nucleic acids.

上記M1224組成の球状錯体では配位子の所定位置に官能基を導入することによって、自己集合反応を経て球状カプセルのナノ表面に24個の官能基を一挙にかつ精密に配置できることが明らかとなっている。例えば、ポルフィリンやフラーレンを表面に精密に配置した錯体が報告されており(非特許文献23)、球状構造のナノ表面を利用した生理活性や光物性などへの応用が期待されている。 In the spherical complex having the M 12 L 24 composition, by introducing a functional group at a predetermined position of the ligand, it is possible to arrange 24 functional groups at once on the nano surface of the spherical capsule through a self-assembly reaction. It is clear. For example, a complex in which porphyrin or fullerene is precisely arranged on the surface has been reported (Non-Patent Document 23), and application to physiological activity and optical properties utilizing a nano-surface having a spherical structure is expected.

また、カチオン性のトリメチルアンモニウム基を導入することで、表面に48の電荷を持つカチオンボールが構築され、タンパク質の変成作用を著しく増大させるといったナノ表面特有の機能が見出されている(非特許文献24)。 In addition, by introducing a cationic trimethylammonium group, a cationic ball having a charge of 48 + is constructed on the surface, and a unique function of the nanosurface has been found, such as remarkably increasing the protein metamorphism (non-non-functionality). Patent Document 24).

R.M.Kramer,C.Li,D.C.Carter,M.O.Stone,R.R.Naik,J.Am.Chem.Soc.,2004,126,13283R. M.M. Kramer, C.I. Li, D.D. C. Carter, M.M. O. Stone, R.M. R. Naik, J .; Am. Chem. Soc. , 2004, 126, 13283 T.Douglas,E.Strable,D.Willits,A.Aitouchen,M.Libera,M.Young,Adv.Mater.,2002,14,415T. T. et al. Douglas, E .; Strable, D.M. Willits, A.D. Aitouchen, M.A. Libera, M .; Young, Adv. Mater. , 2002, 14, 415 D.−L.Jiang and T.Aida,Nature,1997,388,454D. -L. Jiang and T. Aida, Nature, 1997, 388, 454 G.Unger,V.Percec,M.N.Holerca,G.Johansson, and J.A.Heck,Chem.Eur.J.,2000,6,1258G. Unger, V.M. Percec, M .; N. Holerca, G .; Johansson, and J.M. A. Heck, Chem. Eur. J. et al. 2000, 6,1258 R.M.Crooks,M.Zhao,L.Sun,V.Chechik,and L.K.Yeung,Acc.Chem.Res.,2001,34,180R. M.M. Crooks, M.M. Zhao, L .; Sun, V.M. Chechik, and L.C. K. Yeung, Acc. Chem. Res. , 2001, 34, 180 S.Naro,S.Kitagawa,M.Kondo,K.Seki,Angew.Chem.Int.Ed.,2000,39,2028S. Naro, S .; Kitagawa, M .; Kondo, K .; Seki, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2028 M.Tominaga,J.Hosogi,K.Konishi,and T.Aida,Chem.Commun.,2000,719M.M. Tominaga, J. et al. Hosogi, K .; Konishi, and T.K. Aida, Chem. Commun. , 2000, 719 M.S.Wendland,S.C.Zimmerman,J.Am.Chem.Soc.,1999,121,1389M.M. S. Wendland, S.W. C. Zimmerman, J. et al. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1389 S.C.Zimmerman,M.S.Wendland,Nature,2002,418,399S. C. Zimmerman, M .; S. Wendland, Nature, 2002, 418, 399 E.Mertz,S.C.Zimmerman,J.Am.Chem.Soc.,2003,125,3424E. Mertz, S.M. C. Zimmerman, J. et al. Am. Chem. Soc. , 2003, 125, 3424 S.C.Zimmerman,I.Zharov,M.S.Wwendlad,N.A.Rakow,K.S.Sudlick,J.Am.Chem.Soc.,2003,125,13504S. C. Zimmerman, I.D. Zharov, M .; S. Wendlad, N.W. A. Rakow, K .; S. Sudrick, J .; Am. Chem. Soc. , 2003, 125, 13504 Y.Kakizawa and K.Kataoka,Adv.Drug Deliv.Rev.,2002,54,203Y. Kakizawa and K.K. Kataoka, Adv. Drug Deliv. Rev. , 2002, 54, 203 M.L.Adams,A.Lavasanifar,G.S.Kwon,J.Pharm.Sci.,2003,92,1343M.M. L. Adams, A .; Lavasanifar, G.M. S. Kwon, J .; Pharm. Sci. , 2003, 92, 1343 P.J.Stang,B.Olenyuk,Acc.Chem.Res.1997,30,507P. J. et al. Stang, B.M. Olynuk, Acc. Chem. Res. 1997, 30, 507 M.Fujita,Chem.Soc.Rev.,1998,27,417M.M. Fujita, Chem. Soc. Rev. 1998, 27, 417 B.Olenyuk,A.Fechtenkotter,P.J.Stang,J.Chem.Soc.Dalton Trans.1998,1707B. Olynuk, A .; Fechtencotter, P.M. J. et al. Stang, J. et al. Chem. Soc. Dalton Trans. 1998, 1707 M.Fujita,K.Umemoto,M.Yoshizawa,N.Fujita,T.Kusukawa,K.Biradha,Chem.Commun.,2001,509M.M. Fujita, K .; Umemoto, M.M. Yoshizawa, N .; Fujita, T .; Kusukawa, K. et al. Biradha, Chem. Commun. , 2001, 509 M.Fujita,D.Oguro,M.Miyazawa,H.Oka,K.Yamaguchi,K.Ogura,Nature,1995,378,469M.M. Fujita, D .; Oguro, M .; Miyazawa, H .; Oka, K .; Yamaguchi, K .; Ogura, Nature, 1995, 378, 469 N.Takeda,K.Umemoto,K.Yamaguchi,M.Fujita,Nature,1999,398,794N. Takeda, K .; Umemoto, K.M. Yamaguchi, M .; Fujita, Nature, 1999, 398, 794 K.Umemoto,H.Tsukui,T.Kusukawa,K.Biradha,M.Fujita,Angew.Chem.Int.Ed.,2001,40,2620K. Umemoto, H.M. Tsukui, T .; Kusukawa, K. et al. Biradha, M .; Fujita, Angew. Chem. Int. Ed. , 2001, 40, 2620 M.Aoyagi,S.Tashiro,M.Tominaga,K.Biradha,M.Fujita,Chem.Commun.,2002,2036M.M. Aoyagi, S .; Tashiro, M .; Tominaga, K .; Biradha, M .; Fujita, Chem. Commun. , 2002, 2036 T.Yamaguchi,S.Tashiro,M.Tominaga,M.Kawano,T.Ozeki,M.Fujita,J.Am.Chem.Soc.,2004,10818T. T. et al. Yamaguchi, S .; Tashiro, M .; Tominaga, M .; Kawano, T .; Ozeki, M .; Fujita, J .; Am. Chem. Soc. , 2004, 10818 M.Tominaga,K.Suzuki,M.Kawano,T.Kusukawa,T.Ozeki,S.Sakamoto,K.Yamaguchi,M.Fujita,Angew.Chem.Int.Ed.,2004,43,5621M.M. Tominaga, K .; Suzuki, M .; Kawano, T .; Kusukawa, T .; Ozeki, S .; Sakamoto, K .; Yamaguchi, M .; Fujita, Angew. Chem. Int. Ed. , 2004, 43, 5621 矢倉健一郎、卒業論文、東京大学Kenichiro Yakura, graduation thesis, University of Tokyo

本発明は、このような本発明者らの研究開発の一環としてなされたものであり、n1個(n1は6〜60の整数を表す。)の遷移金属原子と、2n1個の、置換基を有する二座有機配位子とから形成されてなる中空の殻を有する遷移金属錯体であって、前記置換基が前記中空の殻内部に配向するように形成されている球状遷移金属錯体、およびその製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made as part of the present inventors' research and development, and includes n1 transition metal atoms (n1 represents an integer of 6 to 60), 2n1 substituents, and the like. A transition metal complex having a hollow shell formed from a bidentate organic ligand having a spherical transition metal complex formed so that the substituent is oriented inside the hollow shell, and It is an object to provide a manufacturing method.

本発明者らは1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼンの2位に種々の置換基を導入した化合物を合成し、このものを二座有機配位子として用いて遷移金属化合物との自己組織的な球状遷移金属錯体の形成を試みた。
その結果、置換基を錯体の中空の殻内部に配置しつつ、従来通りの球状遷移金属錯体が効率よく得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
The present inventors synthesized a compound in which various substituents were introduced at the 2-position of 1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene, and used this as a bidentate organic ligand to form a compound with a transition metal compound. Attempts were made to form self-assembled spherical transition metal complexes.
As a result, it has been found that a conventional spherical transition metal complex can be obtained efficiently while disposing the substituent inside the hollow shell of the complex, and the present invention has been completed.

かくして本発明の第1によれば、下記(1)〜(9)のいずれかに記載の球状遷移金属錯体が提供される。
(1)中空の殻を有する球状遷移金属錯体であって、前記中空の殻が、n1個(n1は、6〜60の整数を表す。)の遷移金属原子と、2n1個の、置換基を有する二座有機配位子とから形成されてなり、かつ、前記置換基が前記中空の殻内部に配向するように形成されていることを特徴とする球状遷移金属錯体。
(2)中空の殻を有する球状遷移金属錯体であって、前記中空の殻が、n2個(n2は、6、12、24、30または60である。)の遷移金属原子と、2n2個の、置換基を有する二座有機配位子とから形成されてなり、かつ、前記置換基が前記中空の殻内部に配向するように形成されていることを特徴とする球状遷移金属錯体。
(3)遷移金属化合物(M)と置換基を有する二座有機配位子(L)とから、前記置換基が中空の殻内部に配向するように自己組織的に形成されてなる、式:Mn12n1(n1は、6〜60の整数を表し、M同士、L同士は、それぞれ同一であっても、相異なっていても良い。)で表される(1)に記載の球状遷移金属錯体。
Thus, according to the first aspect of the present invention, a spherical transition metal complex according to any one of the following (1) to (9) is provided.
(1) A spherical transition metal complex having a hollow shell, wherein the hollow shell has n1 transition metal atoms (n1 represents an integer of 6 to 60) and 2n1 substituents. A spherical transition metal complex, characterized in that the spherical transition metal complex is formed from a bidentate organic ligand and has the substituent oriented in the hollow shell.
(2) A spherical transition metal complex having a hollow shell, wherein the hollow shell has n2 (n2 is 6, 12, 24, 30 or 60) transition metal atoms and 2n2 A spherical transition metal complex, which is formed from a bidentate organic ligand having a substituent, and is formed so that the substituent is oriented inside the hollow shell.
(3) A formula formed by self-organizing the transition metal compound (M) and the bidentate organic ligand (L) having a substituent so that the substituent is oriented inside the hollow shell. Spherical transition according to (1) represented by M n1 L 2n1 (n1 represents an integer of 6 to 60, and M and L may be the same or different from each other). Metal complex.

(4)遷移金属化合物(M)と置換基を有する二座有機配位子(L)とから、前記置換基が中空の殻内部に配向するように自己組織的に形成されてなる、式:Mn22n2(n2は、6、12、24、30または60であり、M同士、L同士は、それぞれ同一であっても、相異なっていても良い。)で表される(2)に記載の球状遷移金属錯体。
(5)直径3〜15nmの中空の殻を有することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の球状遷移金属錯体。
(6)前記遷移金属錯体を構成する遷移金属原子が、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Cd、Os、Ir及びPtからなる群から選ばれる一種であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の球状遷移金属錯体。
(7)前記二座有機配位子が、式(I)
(4) A formula formed by self-organizing the transition metal compound (M) and the bidentate organic ligand (L) having a substituent so that the substituent is oriented inside the hollow shell, (2) represented by M n2 L 2n2 (n2 is 6, 12, 24, 30 or 60, and M and L may be the same or different from each other). The spherical transition metal complex described.
(5) The spherical transition metal complex according to any one of (1) to (4), which has a hollow shell having a diameter of 3 to 15 nm.
(6) The transition metal atom constituting the transition metal complex is a kind selected from the group consisting of Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Cd, Os, Ir, and Pt. The spherical transition metal complex according to any one of (1) to (5), wherein
(7) The bidentate organic ligand is represented by the formula (I)

Figure 2007015947
Figure 2007015947

{式中、R、Rはそれぞれ独立して、ハロゲン原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアルコキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。
m1、m2はそれぞれ独立して、0〜4の整数を表す。m1、m2が2以上のとき、R同士、R同士はそれぞれ同一であっても、相異なっていても良い。
Aは、下記式(a−1)〜(a−4)
{Wherein, R 1 and R 2 each independently represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxyl group, a cyano group, or a nitro group.
m1 and m2 each independently represents an integer of 0 to 4. m1, m2 is 2 or more, R 1 each other, even R 2 together are each identical or may be different phases.
A represents the following formulas (a-1) to (a-4)

Figure 2007015947
Figure 2007015947

〔Rは置換基を表す。
は、ハロゲン原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアルコキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m4は0〜2の整数を表す。m3が2以上、m4が2のとき、複数個のRは同一であっても、相異なっていても良い。
Qは、−Nr1−(r1は水素原子、アルキル基、アリール基、若しくはアシル基を表す。)、−O−、−C(=O)−、−S−、または−SO−を表す。〕
で表される基を示す。}
で示される化合物の一種であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の球状遷移金属錯体。
[R 3 represents a substituent.
R 4 represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxyl group, a cyano group, or a nitro group.
m3 represents an integer of 0 to 3, and m4 represents an integer of 0 to 2. When m3 is 2 or more and m4 is 2, the plurality of R 4 may be the same or different.
Q is, -Nr1-, (r1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an acyl group.) - O -, - C (= O) -, - S-, or -SO 2 - represents a. ]
The group represented by these is shown. }
The spherical transition metal complex according to any one of (1) to (6), which is a kind of a compound represented by formula (1).

(8)前記Rが、置換されていても良いアルキル基、または式:−(OCHCH−OR〔式中、Rは、水素原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアリール基、置換されていても良いヘテロ環基、式:−CO−C(r2)=CH(r2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)で表される基、式:−(CH)t−R−N=N−R(tは0〜10の整数を表し、Rは置換されていても良いアリーレン基を表し、Rは置換されていても良いアリール基を表す。)で表される基を表し、sは0〜20の整数を表す。〕で示される基であることを特徴とする(7)に記載の球状遷移金属錯体。
(9)前記二座有機配位子が、式(I−1)
(8) wherein R 3 is an optionally substituted alkyl group or wherein :-( OCH 2 CH 2) s -OR 5 [wherein, R 5 is a hydrogen atom, an alkyl group which may be substituted, , An optionally substituted aryl group, an optionally substituted heterocyclic group, a formula: —CO—C (r 2 ) ═CH 2 (r 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ) Group represented by the formula: — (CH 2 ) t—R 6 —N═N—R 7 (t represents an integer of 0 to 10, R 6 represents an optionally substituted arylene group, R 7 represents an optionally substituted aryl group.), And s represents an integer of 0-20. The spherical transition metal complex according to (7), which is a group represented by the formula:
(9) The bidentate organic ligand is represented by the formula (I-1)

Figure 2007015947
Figure 2007015947

{式中、Rは、置換されていても良いアルキル基、または式:−(OCHCH−OR〔式中、Rは、水素原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアリール基、置換されていても良いヘテロ環基、式:−CO−C(r2)=CH(r2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)で表される基、式:−(CH)t−R−N=N−R(tは0〜10の整数を表し、Rは置換されていても良いアリーレン基を表し、Rは置換されていても良いアリール基を表す。)で表される基を表し、sは0〜20の整数を表す。〕で表される基を示す。}で示される化合物であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の球状遷移金属錯体。 {Wherein R 8 is an optionally substituted alkyl group, or a formula: — (OCH 2 CH 2 ) s —OR 5 [wherein R 5 is a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group. , An optionally substituted aryl group, an optionally substituted heterocyclic group, a formula: —CO—C (r 2 ) ═CH 2 (r 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ) Group represented by the formula: — (CH 2 ) t—R 6 —N═N—R 7 (t represents an integer of 0 to 10, R 6 represents an optionally substituted arylene group, R 7 represents an optionally substituted aryl group.), And s represents an integer of 0-20. ] Is represented. } The spherical transition metal complex according to any one of (1) to (6), which is a compound represented by

本発明の第2によれば、下記(10)および(11)に記載の球状遷移金属錯体の製造方法が提供される。
(10)遷移金属化合物(M)と置換基を有する二座有機配位子(L)とを、遷移金属化合物(M)1モルに対し、二座有機配位子(L)を1〜5モルの割合で反応させることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載の球状遷移金属錯体の製造方法。
(11)前記遷移金属化合物を構成する遷移金属原子が、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Cd、Os、Ir及びPtからなる群から選ばれる一種であることを特徴とする(10)に記載の球状遷移金属錯体の製造方法。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a spherical transition metal complex according to the following (10) and (11).
(10) The transition metal compound (M) and the bidentate organic ligand (L) having a substituent are converted to 1 to 5 with respect to 1 mole of the transition metal compound (M). The method for producing a spherical transition metal complex according to any one of (1) to (9), wherein the reaction is performed in a molar ratio.
(11) The transition metal atom constituting the transition metal compound is a kind selected from the group consisting of Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Cd, Os, Ir, and Pt. (10) The manufacturing method of the spherical transition metal complex as described in (10) characterized by these.

本発明の球状遷移金属錯体は、精密に制御された大きさの中空の殻を有し、前記二座有機配位子の置換基が前記中空の殻内部に配向した特殊な構造を有する。
本発明によれば、二座有機配位子の官能基を球状遷移金属錯体の中空の殻内部に集積することが可能であるため、小分子の持つ機能や情報が球状遷移金属錯体内部で増幅されることが期待される。
また、二座有機配位子に導入する官能基によって、球状遷移金属錯体の中空内部の環境を自在に変化させることが可能となり、他の分子やイオンをゲストとして取り込むことが可能であり、精密に配置された官能基を用いることで、ゲストの種類や数の制御を行うことも可能となる。
The spherical transition metal complex of the present invention has a hollow shell with a precisely controlled size, and has a special structure in which substituents of the bidentate organic ligand are oriented inside the hollow shell.
According to the present invention, since the functional group of the bidentate organic ligand can be accumulated inside the hollow shell of the spherical transition metal complex, the functions and information of small molecules are amplified inside the spherical transition metal complex. Is expected to be.
In addition, the functional group introduced into the bidentate organic ligand allows the environment inside the hollow space of the spherical transition metal complex to be changed freely, allowing other molecules and ions to be incorporated as guests. It is possible to control the type and number of guests by using the functional group arranged in the.

本発明の製造方法によれば、複雑なステップを要することなく、球状構造内部に官能基を有するナノメートルスケールの球状遷移金属錯体を効率よく製造することができる。   According to the production method of the present invention, a nanometer-scale spherical transition metal complex having a functional group inside a spherical structure can be efficiently produced without requiring a complicated step.

以下、本発明を詳細に説明する。
1)球状遷移金属錯体
本発明の球状遷移金属錯体は、中空の殻を有する球状遷移金属錯体であって、前記中空の殻が、n1個の遷移金属原子と、2n1個の、置換基を有する二座有機配位子(以下、「二座配位子(L)」ということがある。)とから形成されてなり、かつ、前記置換基が前記中空の殻内部に配向するように形成されていることを特徴とする。
ここで、n1は6〜60の整数である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1) Spherical transition metal complex The spherical transition metal complex of the present invention is a spherical transition metal complex having a hollow shell, and the hollow shell has n1 transition metal atoms and 2n1 substituents. Formed from a bidentate organic ligand (hereinafter sometimes referred to as “bidentate ligand (L)”), and formed so that the substituent is oriented inside the hollow shell. It is characterized by.
Here, n1 is an integer of 6-60.

なかでも、本発明の球状遷移金属錯体は、中空の殻を有する球状遷移金属錯体であって、前記中空の殻が、n2個の遷移金属原子と、2n2個の、置換基を有する二座配位子(L)とから形成されてなり、かつ、前記置換基が前記中空の殻内部に配向するように形成されていることを特徴とする球状遷移金属錯体であるのが好ましい。
ここで、n2は、6、12、24、30または60、好ましくは6または12、特に好ましくは12である。
Among them, the spherical transition metal complex of the present invention is a spherical transition metal complex having a hollow shell, and the hollow shell is bidentate having n2 transition metal atoms and 2n2 substituents. It is preferably a spherical transition metal complex formed of a ligand (L) and having the substituents oriented in the hollow shell.
Here, n2 is 6, 12, 24, 30 or 60, preferably 6 or 12, particularly preferably 12.

本発明の球状遷移金属錯体は、遷移金属イオンと二座配位子(L)との配位結合を利用した自己組織化を利用して形成されるものである。配位結合は適度な結合力があり方向性が明確に規定されているため、精密に構造が制御された分子集合体を自発的かつ定量的に構築することが可能である。また、金属の種類や酸化数に応じて配位数や結合角を制御することができるため、多様な配位結合性の構造体が可能である。   The spherical transition metal complex of the present invention is formed by utilizing self-organization utilizing a coordinate bond between a transition metal ion and a bidentate ligand (L). Since the coordinate bond has an appropriate binding force and the directionality is clearly defined, it is possible to spontaneously and quantitatively construct a molecular assembly whose structure is precisely controlled. In addition, since the coordination number and the bond angle can be controlled in accordance with the type of metal and the oxidation number, a variety of coordination bonding structures are possible.

本発明の球状遷移金属錯体としては、遷移金属化合物(M)と二座配位子(L)とから、前記置換基が中空の殻内部に配向するように自己組織的に形成されてなる、式:Mn12n1(n1は前記と同じ意味を表す。)で示されるものが好ましく、遷移金属化合物(M)と二座配位子(L)とから、前記置換基が中空の殻内部に配向するように自己組織的に形成されてなる、式:Mn22n2(n2は前記と同じ意味を表す。)で示されるものがより好ましい。ここで、M同士、L同士は、それぞれ同一であっても相異なっていてもよいが、同一であるのが好ましい。 The spherical transition metal complex of the present invention is formed from the transition metal compound (M) and the bidentate ligand (L) in a self-organized manner so that the substituent is oriented inside the hollow shell. wherein: M n1 L 2n1 (. n1 is that the same as defined above) is preferably one represented by, because the transition metal compound (M) and the bidentate ligand (L), the shell inside the substituents hollow A compound represented by the formula: M n2 L 2n2 (n2 represents the same meaning as described above), which is formed in a self-organizing manner so as to be oriented in the direction, is more preferable. Here, M and L may be the same or different from each other, but are preferably the same.

また、本発明の球状遷移金属錯体の中空の殻の大きさは、特に制限されないが、直径が3〜15nmであるのが好ましい。   The size of the hollow shell of the spherical transition metal complex of the present invention is not particularly limited, but the diameter is preferably 3 to 15 nm.

(1)遷移金属原子
本発明の球状遷移金属錯体を構成する遷移金属原子としては、特に制限されないが、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Cd、Os、Ir及びPtからなる群から選ばれる一種であることが好ましく、平面4配位の錯体を容易に形成し得ることから、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等の白金族原子が好ましく、Ru、Pd、Ptがより好ましく、Pdが特に好ましい。
遷移金属原子の価数は、通常0〜4価、好ましくは2価であり、配位数は、通常4〜6、好ましくは4である。
(1) Transition metal atom Although it does not restrict | limit especially as a transition metal atom which comprises the spherical transition metal complex of this invention, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Cd, Os, Ir And a platinum group atom such as Ru, Rh, Pd, Os, Ir, and Pt is preferable because Ru can be easily formed as a planar four-coordinate complex. , Pd, and Pt are more preferable, and Pd is particularly preferable.
The valence of the transition metal atom is usually 0 to 4, preferably 2. The coordination number is usually 4 to 6, preferably 4.

(2)二座配位子(L)
本発明の球状遷移金属錯体を形成する二座配位子(L)は、置換基を有し、かつ、この置換基が、中空の殻内部に配向するように遷移金属原子と自己組織的に球状遷移金属錯体を形成できるものであれば特に制限されないが、下記に示す式(I)で表される化合物が好ましい。式(I)で表される化合物は、ピリジル基の隣にブリッジ部としてアセチレン基を有し、平面性を保ちつつ、両端のピリジル基の間に広い空間をもった構造を有する。
(2) Bidentate ligand (L)
The bidentate ligand (L) forming the spherical transition metal complex of the present invention has a substituent, and self-organizes with the transition metal atom so that the substituent is oriented inside the hollow shell. Although it will not restrict | limit especially if a spherical transition metal complex can be formed, The compound represented by the formula (I) shown below is preferable. The compound represented by the formula (I) has an acetylene group as a bridge portion adjacent to the pyridyl group, and has a structure having a wide space between the pyridyl groups at both ends while maintaining planarity.

Figure 2007015947
Figure 2007015947

式中、R、Rはそれぞれ独立して、ハロゲン原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアルコキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。
m1、m2はそれぞれ独立して、0〜4の整数を表す。m1、m2が2以上のとき、R同士、R同士はそれぞれ同一であっても、相異なっていても良い。
Aは、下記式(a−1)〜(a−4)で表される化合物の一種を表す。
In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxyl group, a cyano group, or a nitro group.
m1 and m2 each independently represents an integer of 0 to 4. m1, m2 is 2 or more, R 1 each other, even R 2 together are each identical or may be different phases.
A represents one type of compounds represented by the following formulas (a-1) to (a-4).

Figure 2007015947
Figure 2007015947

式中、Rは置換基を表す。
の置換基としては、特に制限されない。Rの具体例としては、置換されていても良いアルキル基、式:−(OCHCH−OR〔式中、Rは、水素原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアリール基、置換されていても良いヘテロ環基、式:−CO−C(r2)=CH(r2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)で表される基、式:−(CH)t−R−N=N−R(tは0〜10の整数を表し、Rは置換されていても良いアリーレン基を表し、Rは置換されていても良いアリール基を表す。)で表される基を示す。sは0〜20の整数を表す。〕で示される基が挙げられる。
In the formula, R 3 represents a substituent.
The substituent for R 3 is not particularly limited. Specific examples of R 3 include an optionally substituted alkyl group, a formula: — (OCH 2 CH 2 ) s —OR 5 , wherein R 5 is a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, An optionally substituted aryl group, an optionally substituted heterocyclic group, a formula: —CO—C (r 2 ) ═CH 2 (r 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) A group represented by the formula: — (CH 2 ) t—R 6 —N═N—R 7 (t represents an integer of 0 to 10, R 6 represents an optionally substituted arylene group, R 7 represents an aryl group which may be substituted. s represents the integer of 0-20. ] The group shown by these is mentioned.

は、ハロゲン原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアルコキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m4は0〜2の整数を表す。m3が2以上、m4が2のとき、複数個のRは同一であっても、相異なっていても良い。
R 4 represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxyl group, a cyano group, or a nitro group.
m3 represents an integer of 0 to 3, and m4 represents an integer of 0 to 2. When m3 is 2 or more and m4 is 2, the plurality of R 4 may be the same or different.

前記R、R、Rのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
、R、Rの置換されていても良いアルキル基のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基などの炭素数1〜20のアルキル基が挙げられる。
また、R、R、Rの置換されていても良いアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシル基、置換基を有していても良いフェニル基などが挙げられる。
Examples of the halogen atom for R 1 , R 2 and R 4 include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom.
Examples of the alkyl group of the alkyl group which may be substituted for R 1 , R 2 and R 4 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, an n-pentyl group, C1-C20 alkyl groups, such as n-hexyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, are mentioned.
In addition, examples of the substituent of the alkyl group which may be substituted for R 1 , R 2 and R 4 include a halogen atom, an alkoxyl group, and a phenyl group which may have a substituent.

、R、Rの置換されていても良いアルコキシル基のアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基などの炭素数1〜20のアルコキシル基が挙げられる。また、R、R、Rの置換されていても良いアルコキシル基の置換基としては、ハロゲン原子、置換基を有していても良いフェニル基などが挙げられる。 Examples of the alkoxyl group of the alkoxyl group which may be substituted for R 1 , R 2 and R 4 include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, t-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy C1-C20 alkoxyl groups, such as group, are mentioned. The substituents of R 1, R 2, optionally substituted alkoxyl group R 4, a halogen atom, and a phenyl group which may have a substituent.

Qは、−Nr1−(r1は、水素原子、アルキル基、アリール基、若しくはアシル基を表す。)、−O−、−C(=O)−、−S−、または−SO−を表す。
前記r1のアルキル基としては、メチル基、エチル基などが、アリール基としては、フェニル基、p−メチルフェニル基などが、アシル基としては、アセチル基、ベンゾイル基などがそれぞれ挙げられる。
Q is, -Nr1- (r1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an acyl group.), - O -, - C (= O) -, - S-, or -SO 2 - represents a .
Examples of the alkyl group of r1 include a methyl group and an ethyl group, examples of the aryl group include a phenyl group and a p-methylphenyl group, and examples of the acyl group include an acetyl group and a benzoyl group.

本発明に用いる二座配位子(L)としては、下記式(I−1)で表される化合物であるのがさらに好ましい。   The bidentate ligand (L) used in the present invention is more preferably a compound represented by the following formula (I-1).

Figure 2007015947
Figure 2007015947

式中、Rは、置換されていても良いアルキル基、または式:−(OCHCH−OR〔式中、Rは、水素原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアリール基、置換されていても良いヘテロ環基、式:−CO−C(r2)=CH(r2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)で表される基、式:−(CH)t−R−N=N−R(tは0〜10の整数を表し、Rは置換されていても良いアリーレン基を表し、Rは置換されていても良いアリール基を表す。)で表される基を表し、sは0〜20の整数を表す。〕で表される基を示す。 In the formula, R 8 is an optionally substituted alkyl group, or a formula: — (OCH 2 CH 2 ) s —OR 5 [wherein R 5 is a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, An optionally substituted aryl group, an optionally substituted heterocyclic group, a formula: —CO—C (r 2 ) ═CH 2 (r 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) A group represented by the formula: — (CH 2 ) t—R 6 —N═N—R 7 (t represents an integer of 0 to 10, R 6 represents an optionally substituted arylene group, R 7 represents an optionally substituted aryl group.), And s represents an integer of 0-20. ] Is represented.

前記Rの置換されていても良いアルキル基のアルキル基としては、特に制限されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などの炭素数1〜10のアルキル基が挙げられる。また、該アルキル基の置換基としては、特に制限されず、例えば、置換されていても良いアリール基、ハロゲン原子、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、置換されていても良いアミノ基;カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基などが挙げられる。 The alkyl group of the alkyl group which may be substituted for R 8 is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group. Can be mentioned. The substituent of the alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include an optionally substituted aryl group, halogen atom, alkoxyl group, alkoxycarbonyl group, acyl group, and optionally substituted amino group; carboxyl Group, nitro group, cyano group and the like.

前記式:−(OCHCH−ORで表される基において、Rの置換されていても良いアルキル基としては、前記Rの置換されていても良いアルキル基の具体例として列記したものと同様のものが挙げられる。
置換されていても良いアリール基のアリール基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、アントラニル基などが挙げられる。
の置換されていても良いヘテロ環基のヘテロ環基としては、特に制限されず、例えば、フリル基、チエニル基、ピロール基、イミダゾイル基、チアゾリル基、オキサゾイル基、ピリジル基などが挙げられる。
また、Rのアリール基およびヘテロ環基の置換基としては、特に制限されず、例えば、置換されていても良いアリール基、ハロゲン原子、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、置換されていてもよいアミノ基;カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基などが挙げられる。
In the group represented by the formula: — (OCH 2 CH 2 ) s —OR 5 , the optionally substituted alkyl group of R 5 is a specific example of the optionally substituted alkyl group of R 8. Are similar to those listed.
Examples of the aryl group of the aryl group which may be substituted include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, and an anthranyl group.
The heterocyclic group that may be substituted for R 5 is not particularly limited, and examples thereof include a furyl group, a thienyl group, a pyrrole group, an imidazolyl group, a thiazolyl group, an oxazoyl group, and a pyridyl group. .
The substituent for the aryl group and heterocyclic group of R 5 is not particularly limited, and may be, for example, an optionally substituted aryl group, a halogen atom, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, or a substituted group. A good amino group; carboxyl group, nitro group, cyano group and the like.

前記式:−CO−C(r2)=CHで表される基としては、式:−CO−CH=CHで表される基、式:−CO−C(CH)=CHで表される基などが挙げられる。 As the group represented by the formula: —CO—C (r 2 ) ═CH 2 , the group represented by the formula: —CO—CH═CH 2 , the formula: —CO—C (CH 3 ) ═CH 2 And the group represented.

前記式:−(CH)t−R−N=N−Rで表される基において、Rは、p−フェニレン基、m−フェニレン基、1,4−ナフタレン基などの置換されていても良いアリーレン基を表す。
は、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−t−ブトキシフェニル基などの置換されていても良いアリール基を表す。
また、sは0〜20の整数を表し、0〜5の整数が好ましい。
In the group represented by the formula: — (CH 2 ) t—R 6 —N═N—R 7 , R 6 is substituted with a p-phenylene group, an m-phenylene group, a 1,4-naphthalene group, or the like. Represents an arylene group which may be present.
R 7 represents an optionally substituted aryl group such as a phenyl group, a 4-methylphenyl group, and a 4-t-butoxyphenyl group.
Moreover, s represents the integer of 0-20, and the integer of 0-5 is preferable.

前記式(I−1)で示される化合物の好ましい具体例としては、Rが、次の(I−a)〜(I−e)に示すものが挙げられるが、本発明に用いる二座配位子(L)はこれらに限定されるものではない。 Preferable specific examples of the compound represented by the formula (I-1) include those in which R 8 is represented by the following (Ia) to (Ie), and the bidentate used in the present invention. The ligand (L) is not limited to these.

Figure 2007015947
Figure 2007015947

本発明の球状遷移金属錯体の一例を図1に示す。図1に示す球状遷移金属錯体は、12個の遷移金属化合物(M)と、24個の二座配位子(L)とから構成されている。
図1に示す球状遷移金属錯体は、金属イオン12個と折れ曲がった二座配位子(L)24個が自己集合することにより構築され、その内部に広い空間を持つ。また、二座配位子(L)は置換基Rを有し、置換基Rは、球状の殻の内面に精密に配列されている。
An example of the spherical transition metal complex of the present invention is shown in FIG. The spherical transition metal complex shown in FIG. 1 is composed of 12 transition metal compounds (M) and 24 bidentate ligands (L).
The spherical transition metal complex shown in FIG. 1 is constructed by self-assembling twelve metal ions and 24 bent bidentate ligands (L), and has a wide space inside. Further, the bidentate ligand (L) has a substituent R, and the substituent R is precisely arranged on the inner surface of the spherical shell.

2)球状遷移金属錯体の製造方法
本発明の球状遷移金属錯体の製造方法は、遷移金属化合物(M)と二座配位子(L)とを、遷移金属化合物(M)1モルに対し、二座配位子(L)を1〜5モル、好ましくは2〜3モルの割合で反応させることを特徴とする。
2) Method for producing spherical transition metal complex The method for producing the spherical transition metal complex of the present invention comprises a transition metal compound (M) and a bidentate ligand (L) with respect to 1 mol of the transition metal compound (M). The bidentate ligand (L) is reacted in a proportion of 1 to 5 mol, preferably 2 to 3 mol.

本発明に用いる遷移金属化合物(M)は、二座配位子(L)と自己組織的に球状遷移金属錯体を形成できるものであれば特に制限されないが、二価の遷移金属化合物が好ましい。   The transition metal compound (M) used in the present invention is not particularly limited as long as it can form a spherical transition metal complex with the bidentate ligand (L) in a self-organizing manner, but a divalent transition metal compound is preferable.

遷移金属化合物(M)を構成する遷移金属原子としては、例えば、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Cd、Os、Ir又はPt等の遷移金属原子が挙げられる。なかでも、平面4配位の錯体を容易に形成し得ることから、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等の白金族原子が好ましく、Ru、Pd、Ptがより好ましく、Pdが特に好ましい。   Examples of the transition metal atom constituting the transition metal compound (M) include transition metal atoms such as Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Cd, Os, Ir, and Pt. . Among them, a platinum group atom such as Ru, Rh, Pd, Os, Ir, and Pt is preferable, Ru, Pd, and Pt are more preferable, and Pd is particularly preferable because a planar four-coordinate complex can be easily formed. .

遷移金属化合物(M)として具体的には、遷移金属の、ハロゲン化物、硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩、メタンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩などが挙げられる。これらの中でも、効率よく、目的とする球状遷移金属錯体が得られることから、遷移金属の、硝酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩が好ましい。   Specific examples of the transition metal compound (M) include transition metal halides, nitrates, hydrochlorides, sulfates, acetates, methanesulfonates, trifluoromethanesulfonates, p-toluenesulfonates, and the like. It is done. Among these, nitrates and trifluoromethanesulfonates of transition metals are preferred because the desired spherical transition metal complex can be obtained efficiently.

遷移金属化合物(M)と二座配位子(L)との使用割合は、目的とする球状遷移金属錯体の組成などに応じて適宜設定することができる。例えば、前述した、式:M1224の組成をもつ遷移金属錯体を得たい場合には、遷移金属化合物(M)1モルに対し、二座配位子(L)を2〜3モルの割合で反応させればよい。 The use ratio of the transition metal compound (M) and the bidentate ligand (L) can be appropriately set according to the composition of the intended spherical transition metal complex. For example, when it is desired to obtain the transition metal complex having the composition of the formula: M 12 L 24 as described above, 2 to 3 mol of the bidentate ligand (L) is added to 1 mol of the transition metal compound (M). What is necessary is just to make it react in a ratio.

遷移金属化合物(M)と二座配位子(L)との反応は、適当な溶媒中で行うことができる。
用いる溶媒としては、アセトニトリルなどのニトリル類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサンなどのエーテル類;ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類;ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;エチルセロソルブなどのセロソルブ類;水等が挙げられる。これらの溶媒は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
The reaction between the transition metal compound (M) and the bidentate ligand (L) can be carried out in a suitable solvent.
Solvents used include nitriles such as acetonitrile; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; amides such as N, N-dimethylformamide; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane, 1,4-dioxane Halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and chloroform; aliphatic hydrocarbons such as pentane and hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol; acetone and methyl ethyl ketone Ketones; cellosolves such as ethyl cellosolve; water and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

遷移金属化合物(M)と二座配位子(L)との反応は、0℃から用いる溶媒の沸点までの温度範囲で円滑に進行する。
反応時間は、数分から数日間である。
反応終了後は、ろ過、イオン交換樹脂等によるカラム精製、蒸留、再結晶等の通常の後処理を行い、目的とする球状遷移金属錯体を単離することができる。
The reaction between the transition metal compound (M) and the bidentate ligand (L) proceeds smoothly in a temperature range from 0 ° C. to the boiling point of the solvent used.
The reaction time is several minutes to several days.
After completion of the reaction, the desired spherical transition metal complex can be isolated by performing usual post-treatments such as filtration, column purification with an ion exchange resin, distillation, recrystallization and the like.

なお、得られる球状遷移金属錯体の対イオンは、通常、用いる遷移金属化合物(M)の陰イオンであるが、結晶性を向上させたり、球状遷移金属錯体の安定性を向上させる目的で対イオンを交換してもよい。かかる対イオンとしては、PF 、ClO 、SbF 、AsF 、BF 、SiF 2−等が挙げられる。 The counter ion of the obtained spherical transition metal complex is usually an anion of the transition metal compound (M) to be used, but the counter ion is used for the purpose of improving crystallinity or improving the stability of the spherical transition metal complex. May be replaced. Examples of such counter ions include PF 6 , ClO 4 , SbF 4 , AsF 6 , BF 4 , SiF 6 2− and the like.

得られた球状遷移金属錯体の構造は、H−NMR、13C−NMR、IRスペクトル、マススペクトル、可視光線吸収スペクトル、UV吸収スペクトル、反射スペクトル、X線結晶構造解析、元素分析等の公知の分析手段により確認することができる。 The structure of the obtained spherical transition metal complex is known as 1 H-NMR, 13 C-NMR, IR spectrum, mass spectrum, visible light absorption spectrum, UV absorption spectrum, reflection spectrum, X-ray crystal structure analysis, elemental analysis, etc. This can be confirmed by means of analysis.

以上のようにして、極めて簡便な操作により、本発明の球状遷移金属錯体を効率よく製造することができる。そのため、グラムスケールでの大量合成も可能である。   As described above, the spherical transition metal complex of the present invention can be efficiently produced by an extremely simple operation. Therefore, mass synthesis on a gram scale is also possible.

二座配位子(L)は、公知の合成法を適用することにより製造することができる。
例えば、前記式(I)で表される化合物のうち、下記式(I−2)で表される化合物は、以下に示すように、文献公知の方法(K.Sonogashira,Y.Tohda,N.Hagihara,Tetrahedron Lett.,1975,4467;J.F.Nguefack,V.Bolitt,D.Sinou,Tetrahedron Lett.,1996,31,5527)に従い、製造することができる。
The bidentate ligand (L) can be produced by applying a known synthesis method.
For example, among the compounds represented by the formula (I), a compound represented by the following formula (I-2) is prepared by a method known in the literature (K. Sonogashira, Y. Tohda, N. Hagihara, Tetrahedron Lett., 1975, 4467; JF Nguefack, V. Bolitt, D. Sinou, Tetrahedron Lett., 1996, 31, 5527).

Figure 2007015947
Figure 2007015947

式中、A、Rおよびm1は前記と同じ意味を表す。
(A−1)は、式:X−A−Xで表される化合物を表す。
Xは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子を表す。
In the formula, A, R 1 and m1 represent the same meaning as described above.
(A-1) represents a compound represented by the formula: X-A-X.
X represents a halogen atom such as a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.

すなわち、式(I−2)で表される化合物は、適当な溶媒中、塩基、Pd(PhCN)Cl/P(t−Bu)、Pd(PPh等のパラジウム触媒、およびヨウ化第1銅などの銅塩の存在下に、式(II)で示される4−エチニルピリジン類(又はその塩)と、式(III)で表される化合物(A−1)とを反応させることにより得ることができる。 That is, the compound represented by the formula (I-2) includes a base, a palladium catalyst such as Pd (PhCN) 2 Cl 2 / P (t-Bu) 3 , Pd (PPh 3 ) 4 in an appropriate solvent, and In the presence of a copper salt such as cuprous iodide, 4-ethynylpyridines (or a salt thereof) represented by the formula (II) are reacted with the compound (A-1) represented by the formula (III). Can be obtained.

なお、上記反応は、2つの4−エチニルピリジン類(またはその塩)を一挙に反応させて、同じピリジニルエチニル基を2つ有する化合物を製造する例である。相異なる置換ピリジルエチニル基を有する化合物は、対応する4−エチニルピリジン類(またはその塩)を、同様な反応条件で、段階的に反応させることにより得ることができる。   The above reaction is an example in which two 4-ethynylpyridines (or salts thereof) are reacted at once to produce a compound having two identical pyridinylethynyl groups. Compounds having different substituted pyridylethynyl groups can be obtained by reacting the corresponding 4-ethynylpyridines (or salts thereof) stepwise under similar reaction conditions.

ここで用いる塩基としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミンなどのアミン類が挙げられる。   Examples of the base used here include amines such as dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine, triethylamine, and diisopropylethylamine.

用いる溶媒としては、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,3−ジメトキシエタン等のエーテル類;ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;アセトニトリル等のニトリル類;等が挙げられる。
反応温度は、通常、0℃から溶媒の沸点までの温度範囲、好ましくは10℃〜70℃であり、反応時間は、反応規模等にもよるが、通常、数分から数十時間である。
Examples of the solvent used include ethers such as 1,4-dioxane, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, and 1,3-dimethoxyethane; amides such as dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; nitriles such as acetonitrile; It is done.
The reaction temperature is usually in the temperature range from 0 ° C. to the boiling point of the solvent, preferably 10 ° C. to 70 ° C., and the reaction time is usually several minutes to several tens of hours depending on the reaction scale and the like.

4−エチニルピリジン(又はその塩)は、公知の方法で製造することができるが、市販品をそのまま用いることもできる。
また、式(III)で表される化合物は、公知の方法で製造することができる。
4-Ethynylpyridine (or a salt thereof) can be produced by a known method, but a commercially available product can also be used as it is.
Moreover, the compound represented by Formula (III) can be manufactured by a well-known method.

本発明の球状遷移金属錯体は、ナノメートルスケールの一定の大きさを有し、二座配位子(L)の置換基Rが錯体の球状構造の内部に配向した、精密に制御された特殊な構造を有する。すなわち、二座配位子(L)の官能基を球状遷移金属錯体の中空の殻内部に集積することが可能であるため、小分子の持つ機能や情報が球状遷移金属錯体内部で増幅されることが期待される。   The spherical transition metal complex of the present invention has a certain size on the nanometer scale, and a precisely controlled special feature in which the substituent R of the bidentate ligand (L) is oriented inside the spherical structure of the complex. It has a simple structure. That is, since the functional group of the bidentate ligand (L) can be accumulated in the hollow shell of the spherical transition metal complex, the functions and information of small molecules are amplified inside the spherical transition metal complex. It is expected.

例えば、本発明の球状遷移金属錯体において、二座配位子(L)が前記(I−b)で表される化合物である場合には、この球状遷移金属錯体の中空の殻内部に、Ca(II)イオンや、La(III)イオン、Eu(III)イオン、Sm(III)イオンの所定数を包接させることができる。また、溶媒を交換することにより、包接させたCa(II)イオンや、La(III)イオン、Eu(III)イオン、Sm(III)イオンなどを再び中空の殻外部に取り出すこともできる。包接されるイオンの数は、通常、二座配位子(L)の数、すなわち、アルキレンオキサイド鎖の数と同じである。   For example, in the spherical transition metal complex of the present invention, when the bidentate ligand (L) is a compound represented by (Ib), the hollow transition metal complex has a Ca inside the hollow shell. A predetermined number of (II) ions, La (III) ions, Eu (III) ions, and Sm (III) ions can be included. In addition, by exchanging the solvent, the inclusion of Ca (II) ions, La (III) ions, Eu (III) ions, Sm (III) ions, and the like can be taken out of the hollow shell again. The number of ions included is usually the same as the number of bidentate ligands (L), that is, the number of alkylene oxide chains.

また、本発明の球状遷移金属錯体において、二座配位子(L)が前記(I−d)で表される化合物である場合には、光照射することで、二座配位子の置換基部分の窒素−窒素二重結合を光異性化(シス−トランス光異性化)させることにより、中空の殻の内部形状を変化させることができる。このことは、本発明の球状遷移金属錯体を光材料として応用できる可能性を示している。   Further, in the spherical transition metal complex of the present invention, when the bidentate ligand (L) is a compound represented by the above (Id), the substitution of the bidentate ligand is performed by light irradiation. The internal shape of the hollow shell can be changed by photoisomerizing the nitrogen-nitrogen double bond in the base portion (cis-trans photoisomerization). This indicates the possibility that the spherical transition metal complex of the present invention can be applied as an optical material.

さらに、本発明の球状遷移金属錯体において、二座配位子(L)が前記(I−e)で表される化合物である場合には、球状遷移金属錯体の中空の殻内部において、ラジカル重合開始剤の存在下に重合反応を行わせることができる。重合反応終了後に、反応系に酸を添加することで錯体を分解して、粒子径が均一なナノ粒子である重合体を得ることができる。同様の反応方法として、ミセル内部で重合を行わせるミセル重合が知られているが、本発明の球状遷移金属錯体を用いることで、ミセル重合の場合より格段に粒子径の均一性に優れるナノ粒子を得ることができる。   Furthermore, in the spherical transition metal complex of the present invention, when the bidentate ligand (L) is a compound represented by (Ie), radical polymerization is performed inside the hollow shell of the spherical transition metal complex. The polymerization reaction can be carried out in the presence of an initiator. After completion of the polymerization reaction, an acid can be added to the reaction system to decompose the complex, thereby obtaining a polymer that is a nanoparticle having a uniform particle size. As a similar reaction method, micellar polymerization in which polymerization is carried out inside a micelle is known, but by using the spherical transition metal complex of the present invention, nanoparticles having a much better particle size uniformity than in the case of micelle polymerization Can be obtained.

以上のように、本発明の球状遷移金属錯体は、ナノメートルスケールのカプセル型分子として、センサー、機能材料、ドラッグデリバリ、記録媒体材料、触媒等として、さまざまな応用分野への展開が可能である。   As described above, the spherical transition metal complex of the present invention can be expanded to various application fields as a nanometer-scale capsule molecule, as a sensor, a functional material, a drug delivery, a recording medium material, a catalyst, or the like. .

次に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、実施例により何ら限定されるものではない。
(機器類)
(1)H−NMRスペクトルの測定
H−NMRスペクトルは、Bruker DRX 500(500MHz)NMR spectrometer、及びJEOL JNM−AL 300(300MHz)NMR spectrometerにより測定した。
溶媒として、CDCl、DMSOを用いた場合は、テトラメチルシラン(TMS)を内部標準とし、CDCNを用いた場合にはTMSのCDCl溶液をガラスキャピラリーに封管したものを外部標準とした。
また、化学シフトはδ値で表示し、次の省略形を用いた。s(一重線)、d(二重線)、t(三重線)、br(ブロード)。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example.
(Equipment)
(1) Measurement of 1 H-NMR spectrum
The 1 H-NMR spectrum was measured by Bruker DRX 500 (500 MHz) NMR spectrometer and JEOL JNM-AL 300 (300 MHz) NMR spectrometer.
When CDCl 3 or DMSO is used as a solvent, tetramethylsilane (TMS) is used as an internal standard, and when CD 3 CN is used, a TMS CDCl 3 solution sealed in a glass capillary is used as an external standard. did.
Chemical shifts were expressed as δ values, and the following abbreviations were used. s (single line), d (double line), t (triple line), br (broad).

(2)13C−NMRスペクトル、および各種二次元NMRスペクトルの測定
13C−NMRスペクトルおよび各種二次元NMRスペクトルは、Bruker DRX 500(125MHz)NMR spectrometerを用いて測定した。
(3)マススペクトルの測定
GC−MSは、SHIMADZU GC−CP5050Aを用い、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析(MALDI−TOFMAS)は、Applied Biosystem Voyager DE−STRで測定した。
コールドスプレーイオン化質量分析(CSI−MS)は、JEOL JMS−700Cにより測定した。
(2) Measurement of 13 C-NMR spectrum and various two-dimensional NMR spectra
The 13 C-NMR spectrum and various two-dimensional NMR spectra were measured using a Bruker DRX 500 (125 MHz) NMR spectrometer.
(3) Measurement of Mass Spectra GC-MS was measured using SHIMADZU GC-CP5050A, and matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOFMAS) was measured with Applied Biosystem Voyager DE-STR.
Cold spray ionization mass spectrometry (CSI-MS) was measured by JEOL JMS-700C.

(試薬類)
反応溶媒は、和光純薬工業株式会社、並びに、関東化学株式会社で市販されている有機合成用脱水溶媒(水分0.005%以下)をそのまま使用した。
試薬類は、特に精製することなく、市販品をそのまま使用した。
Pd(PPhは、Coulsonの文献(D.R.Coulson,Inorg. Synth.,1972,13,121)を参考にして合成したものを使用した。
(Reagents)
As the reaction solvent, a dehydrating solvent for organic synthesis (water content of 0.005% or less) commercially available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and Kanto Chemical Co., Ltd. was used as it was.
Reagents were used as they were without any purification.
Pd (PPh 3 ) 4 used was synthesized by referring to Coulson's literature (DR Coulson, Inorg. Synth., 1972, 13, 121).

(実施例1)
(1)2,6−ビス(4−ピリジルエチニル)トルエンの合成
Example 1
(1) Synthesis of 2,6-bis (4-pyridylethynyl) toluene

Figure 2007015947
Figure 2007015947

内部をアルゴン置換した反応器に、2,6−ジブロモトルエン(0.50g,2.0mmol)、4−エチニルピリジン塩酸塩(0.67g,4.8mmol)、Pd(PhCN)Cl(46.0mg,0.12mmol)、CuI(15.2mg,0.08mmol)を入れ、脱気した1,4−ジオキサン(2ml)を加えた後、トリ t−ブチルホスフィン(0.68ml,0.25mmol)、脱気したジイソプロピルアミン(0.68ml,4.8mmol)を加え、室温で17時間攪拌した。反応液に酢酸エチル(10ml)を加え吸引濾過し不溶物を除いた。ついで、濾液をエチレンジアミン(2ml)で洗浄し、有機層を蒸留水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で1回洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濾過し、濾液を減圧濃縮して得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(n−ヘキサン:酢酸エチル=2:1(v/v))により精製して、2,6−ビス(4−ピリジルエチニル)トルエンを収率81%で得た。 Into a reactor purged with argon, 2,6-dibromotoluene (0.50 g, 2.0 mmol), 4-ethynylpyridine hydrochloride (0.67 g, 4.8 mmol), Pd (PhCN) 2 Cl 2 (46 1.0 mg, 0.12 mmol), CuI (15.2 mg, 0.08 mmol), degassed 1,4-dioxane (2 ml) was added, and then tri-t-butylphosphine (0.68 ml, 0.25 mmol). ), Degassed diisopropylamine (0.68 ml, 4.8 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 17 hours. Ethyl acetate (10 ml) was added to the reaction solution and suction filtered to remove insolubles. Subsequently, the filtrate was washed with ethylenediamine (2 ml), and the organic layer was washed 3 times with distilled water, and further washed once with saturated brine. After drying over anhydrous sodium sulfate and filtering, the concentrate obtained by concentrating the filtrate under reduced pressure was purified by silica gel column chromatography (n-hexane: ethyl acetate = 2: 1 (v / v)), and 2, 6-bis (4-pyridylethynyl) toluene was obtained in 81% yield.

(物性値)
白色粉末状物質
H−NMR(DMSO−d,500MHz,δppm);2.69(s,3H),7.37(t,J=7.8Hz,1H),7.57(d,J6.3Hz4H),7.68(d,J=7.8Hz,2H),8.65(d,J=5.8Hz,4H)
13C−NMR(DMSO−d,125MHz,δppm);18.87(CH),91.03(Cq),91.46(Cq),121.99(Cq),125.99(CH),126.55(CH),129.91(Cq),133.22(CH),142.20(Cq),149.97(CH)
MS(GC−MS);m/z=294(M
(Physical property value)
White powder
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz, δ ppm); 2.69 (s, 3H), 7.37 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.57 (d, J6.3 Hz 4H), 7.68 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 8.65 (d, J = 5.8 Hz, 4H)
13 C-NMR (DMSO-d 6 , 125 MHz, δ ppm); 18.87 (CH 3 ), 91.03 (Cq), 91.46 (Cq), 121.99 (Cq), 125.99 (CH) , 126.55 (CH), 129.91 (Cq), 133.22 (CH), 142.20 (Cq), 149.97 (CH)
MS (GC-MS); m / z = 294 (M <+> )

(2)2,6−ビス(4−ピリジルエチニル)トルエン(L)とPd(NO(M)からM1224球状錯体の自己集合 (2) 2,6-bis (4-pyridylethynyl) toluene (L) and Pd (NO 3 ) 2 (M) to M 12 L 24 spherical complex self-assembly

Figure 2007015947
Figure 2007015947

反応器に、2,6−ビス(4−ピリジルエチニル)トルエン(5.9mg,0.020mmol)、Pd(NO(2.3mg,0.010mmol)を入れ、DMSO(1.0ml)を加えて70℃で12時間撹拌した。反応液に酢酸エチルを加え、落ちてきた沈殿を遠心分離した後、上澄みを取り除き真空乾燥することで白色粉末状固体を収率78%で得た。 A reactor was charged with 2,6-bis (4-pyridylethynyl) toluene (5.9 mg, 0.020 mmol), Pd (NO 3 ) 2 (2.3 mg, 0.010 mmol), and DMSO (1.0 ml). And stirred at 70 ° C. for 12 hours. Ethyl acetate was added to the reaction solution, and the falling precipitate was centrifuged, and then the supernatant was removed and vacuum-dried to obtain a white powdery solid with a yield of 78%.

(物性値)
白色粉末状物質
H−NMR(DMSO−d,500MHz,δppm);2.67(s,3H),7.39(br,1H),7.68(br,2H),7.90(br,4H),9.24(br,4H)
13C−NMR(DMSO−d,125MHz,δppm);18.73(CH)、89.66(Cq),95.88(Cq),121.16(Cq),126.93(CH),128.59(CH),134.12(CH),134.40(Cq),143.82(Cq),151.00(CH)
(Physical property value)
White powder
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz, δ ppm); 2.67 (s, 3H), 7.39 (br, 1H), 7.68 (br, 2H), 7.90 (br, 4H) , 9.24 (br, 4H)
13 C-NMR (DMSO-d 6 , 125 MHz, δ ppm); 18.73 (CH 3 ), 89.66 (Cq), 95.88 (Cq), 121.16 (Cq), 126.93 (CH) , 128.59 (CH), 134.12 (CH), 134.40 (Cq), 143.82 (Cq), 151.00 (CH)

CSI−MSはカウンターアニオンをCFSO に交換した後に測定を行った。
CSI−MS(CFSO salt,CDCN:DMSO=20:1);1553.2[M−7(CFSO )]7+,1340.3[M−8(CFSO )]8+,1174.8[M−9(CFSO )]9+
CSI-MS is a counter anion CF 3 SO 3 - was measured after replacing the.
CSI-MS (CF 3 SO 3 - salt, CD 3 CN: DMSO = 20: 1); 1553.2 [M-7 (CF 3 SO 3 -)] 7+, 1340.3 [M-8 (CF 3 SO 3 )] 8+ , 1174.8 [M-9 (CF 3 SO 3 )] 9+

(実施例2)
(1)1,3−ジブロモ−2−[4−(p−シアノフェニル)−1,4−ジオキサブチル]ベンゼンの合成
(Example 2)
(1) Synthesis of 1,3-dibromo-2- [4- (p-cyanophenyl) -1,4-dioxabutyl] benzene

Figure 2007015947
Figure 2007015947

内部をアルゴン置換した反応器に、1,3−ジブロモ−2−[2−(p−トルエンスルホニルオキシ)エトキシ]ベンゼン(0.90g,2.0mmol)、4−シアノフェノール(0.28g,3.0mmol)、炭酸カリウム(0.83g,6.0mmol)を入れ、N,N−ジメチルホルムアミド(50ml)を加え、100℃で24時間攪拌した。反応液を室温に戻した後、クロロホルムで3回抽出し、有機層を蒸留水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で1回洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濾過し、濾液を減圧濃縮して得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:n−ヘキサン=1:1(v/v))により精製し、1,3−ジブロモ−2−[4−(p−シアノフェニル)−1,4−ジオキサブチル]ベンゼンを収率87%で得た。   Into a reactor purged with argon, 1,3-dibromo-2- [2- (p-toluenesulfonyloxy) ethoxy] benzene (0.90 g, 2.0 mmol), 4-cyanophenol (0.28 g, 3 0.0 mmol) and potassium carbonate (0.83 g, 6.0 mmol) were added, N, N-dimethylformamide (50 ml) was added, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours. The reaction solution was returned to room temperature, extracted with chloroform three times, and the organic layer was washed three times with distilled water and further washed once with saturated brine. After drying over anhydrous sodium sulfate and filtering, the concentrate obtained by concentrating the filtrate under reduced pressure was purified by silica gel column chromatography (chloroform: n-hexane = 1: 1 (v / v)), and 1,3- Dibromo-2- [4- (p-cyanophenyl) -1,4-dioxabutyl] benzene was obtained in a yield of 87%.

(物性値)
白色粉末状物質
H−NMR(CDCl,300MHz,δppm);4.32−4.42(m,4H),6.83(t,J=8.1Hz,1H),6.95(d,J=9.0Hz,2H),7.45(d,J=8.1Hz,2H),7.54(d,J=9.0Hz,2H)
13C−NMR(CDCl,75MHz,δppm);67.18(CH),70.92(CH),104.30(Cq),115.35(CH),118.26(Cq),119.13(Cq),126.65(CH),132.81(CH),133.97(CH),152.82(Cq),161.86(Cq)
MS(GC−MS);m/z=395,397,399(M
(Physical property value)
White powder
1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz, δ ppm); 4.32-4.42 (m, 4H), 6.83 (t, J = 8.1 Hz, 1H), 6.95 (d, J = 9) 0.0 Hz, 2H), 7.45 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.54 (d, J = 9.0 Hz, 2H)
13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz, δ ppm); 67.18 (CH 2 ), 70.92 (CH 2 ), 104.30 (Cq), 115.35 (CH), 118.26 (Cq), 119.13 (Cq), 126.65 (CH), 132.81 (CH), 133.97 (CH), 152.82 (Cq), 161.86 (Cq)
MS (GC-MS); m / z = 395, 397, 399 (M + )

(2)2−[4−(p−シアノフェニル)−1,4−ジオキサブチル]−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼンの合成 (2) Synthesis of 2- [4- (p-cyanophenyl) -1,4-dioxabutyl] -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene

Figure 2007015947
Figure 2007015947

内部をアルゴン置換した反応器に、1,3−ジブロモ−2−[4−(p−シアノフェニル)−1,4−ジオキサブチル]ベンゼン(1.0g,2.5mmol)、4−エチニルピリジン塩酸塩(1.0g,7.2mmol)、Pd(PhCN)Cl(76.0mg,0.20mmol)、CuI(25.9mg,0.14mmol)を入れ、脱気した1,4−ジオキサン(9ml)を加えた後、トリ t−ブチルホスフィン(0.120ml,0.48mmol)、脱気したジイソプロピルアミン(0.68ml,4.8mmol)を加え、50℃で40時間攪拌した。反応液に酢酸エチル(20ml)を加え、吸引濾過し不溶物を除いた後に、濾液をエチレンジアミン(4ml)で洗浄し、有機層を蒸留水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で1回洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濾過し、濾液を減圧濃縮して得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=50:1(v/v))、GPCにより精製し、2−[4−(p−シアノフェニル)−1,4−ジオキサブチル]−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼンを収率92%で得た。 Into a reactor purged with argon, 1,3-dibromo-2- [4- (p-cyanophenyl) -1,4-dioxabutyl] benzene (1.0 g, 2.5 mmol), 4-ethynylpyridine hydrochloride (1.0 g, 7.2 mmol), Pd (PhCN) 2 Cl 2 (76.0 mg, 0.20 mmol), CuI (25.9 mg, 0.14 mmol), and degassed 1,4-dioxane (9 ml) ), Tri-t-butylphosphine (0.120 ml, 0.48 mmol) and degassed diisopropylamine (0.68 ml, 4.8 mmol) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 40 hours. Ethyl acetate (20 ml) was added to the reaction solution, suction filtered to remove insoluble matters, the filtrate was washed with ethylenediamine (4 ml), the organic layer was washed 3 times with distilled water, and further washed once with saturated brine. did. After drying over anhydrous sodium sulfate and filtering, the concentrate obtained by concentrating the filtrate under reduced pressure was purified by silica gel column chromatography (chloroform: methanol = 50: 1 (v / v)) and GPC, and 2- [4 -(P-Cyanophenyl) -1,4-dioxabutyl] -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene was obtained in a yield of 92%.

(物性値)
白色粉末状物質
H−NMR(DMSO−d,500MHz,δppm);4.47−4.49(m,2H),4.71−4.73(m,2H),6.70(d,J=9.0Hz,1H),7.29(t,J=7.5Hz,1H),7.42(d,J=6.0Hz,4H),7.65(d,J=8.5Hz,1H),7.70(d,J=8.0Hz,2H),8.59(d,J=5.5Hz,4H)
13C−NMR(DMSO−d,125MHz,δppm);68.24,72.73,89.08,91.25,102.92,115.42,116.03,118.98,124.47,125.10,129.77,134.05,134.88,149.84,161.14,161.72
MS(MALDI−TOFMAS);m/z=442.0([M+H]
(Physical property value)
White powder
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz, δ ppm); 4.47-4.49 (m, 2H), 4.71-4.73 (m, 2H), 6.70 (d, J = 9) 0.0 Hz, 1H), 7.29 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.42 (d, J = 6.0 Hz, 4H), 7.65 (d, J = 8.5 Hz, 1H) 7.70 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.59 (d, J = 5.5 Hz, 4H)
13 C-NMR (DMSO-d 6 , 125 MHz, δ ppm); 68.24, 72.73, 89.08, 91.25, 102.92, 115.42, 116.03, 118.98, 124.47 , 125.10, 129.77, 134.05, 134.88, 149.84, 161.14, 161.72.
MS (MALDI-TOFMAS); m / z = 442.0 ([M + H] + )

(3)2−[4−(p−シアノフェニル)−1,4−ジオキサブチル]−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼン(L)とPd(NO(M)からM1224球状錯体の自己集合 (3) 2- [4- (p-cyanophenyl) -1,4-dioxabutyl] -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene (L) and Pd (NO 3 ) 2 (M) to M 12 self-assembly of L 24 spherical complex

Figure 2007015947
Figure 2007015947

2−[4−(p−シアノフェニル)−1,4−ジオキサブチル]−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼン(8.8mg,0.020mmol)、Pd(NO(2.3mg,0.010mmol)にDMSO(1.0ml)を加え、70℃で12時間撹拌した。反応液に酢酸エチルを加え、落ちてきた沈殿を遠心分離した後、上澄みを取り除き真空乾燥することで白色粉末状固体を収率87%で得た。 2- [4- (p-cyanophenyl) -1,4-dioxabutyl] -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene (8.8 mg, 0.020 mmol), Pd (NO 3 ) 2 (2. DMSO (1.0 ml) was added to 3 mg, 0.010 mmol), and the mixture was stirred at 70 ° C. for 12 hours. Ethyl acetate was added to the reaction solution, and the falling precipitate was centrifuged, and then the supernatant was removed and vacuum dried to obtain a white powdery solid in a yield of 87%.

(物性値)
白色粉末状物質
H−NMR(DMSO−d,500MHz,δppm);4.43(br,2H),4.70(br,2H),6.94(d,J=8.0Hz,1H),7.29(br,1H),7.44(d,J=8.0Hz,1H),7.68(br,2H),7.75(br,4H),9.23(br,4H)
13C−NMR(DMSO−d,500MHz,δppm);69.42,74.21,90.94,94.89,103.84,116.21,116.59,120.03,125.77,129.47,134.87,135.13,137.12,151.98,162.64,163.33
(Physical property value)
White powder
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz, δ ppm); 4.43 (br, 2H), 4.70 (br, 2H), 6.94 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7. 29 (br, 1H), 7.44 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.68 (br, 2H), 7.75 (br, 4H), 9.23 (br, 4H)
13 C-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz, δ ppm); 69.42, 74.21, 90.94, 94.89, 103.84, 116.21, 116.59, 120.03, 125.77. 129, 47, 134.87, 135.13, 137.12, 151.98, 162.64, 163.33.

CSI−MSはカウンターアニオンをCFSO に交換した後に測定を行った。CSI−MS(CFSO salt,CDCN:DMSO=20:1);1781.1[M−8(CFSO )]8+,1575.3[M−9(CFSO )]9+,1410.7[M−10(CFSO )]10+ CSI-MS is a counteranion CF 3 SO 3 - was measured after replacing the. CSI-MS (CF 3 SO 3 - salt, CD 3 CN: DMSO = 20: 1); 1781.1 [M-8 (CF 3 SO 3 -)] 8+, 1575.3 [M-9 (CF 3 SO 3 )] 9+ , 1410.7 [M-10 (CF 3 SO 3 )] 10+

(実施例3)
(1)1,3−ジブロモ−2−(12−トシルオキシ−1,4,7,10−テトラオキサドデシル)ベンゼンの合成
(Example 3)
(1) Synthesis of 1,3-dibromo-2- (12-tosyloxy-1,4,7,10-tetraoxadodecyl) benzene

Figure 2007015947
Figure 2007015947

内部をアルゴン置換した反応器に、2,6−ジブロモフェノール(2.6g,10.4mmol)、テトラエチレングリコール ジ p−トルエンスルホネート(9.4g,18.6mmol)、炭酸カリウム(5.6g,41.6mmol)を入れ、アセトン(80ml)を加えて、55℃で24時間攪拌した。反応液を室温に戻し、クロロホルムで3回抽出し、有機層を蒸留水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で1回洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム)により精製し、1,3−ジブロモ−2−(12−トシルオキシ−1,4,7,10−テトラオキサドデシル)ベンゼンを収率68%で得た。   Into a reactor purged with argon, 2,6-dibromophenol (2.6 g, 10.4 mmol), tetraethylene glycol di-p-toluenesulfonate (9.4 g, 18.6 mmol), potassium carbonate (5.6 g, 41.6 mmol) was added, acetone (80 ml) was added, and the mixture was stirred at 55 ° C. for 24 hours. The reaction solution was returned to room temperature, extracted three times with chloroform, and the organic layer was washed three times with distilled water and further washed once with saturated brine. After drying over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (chloroform) to obtain 1,3-dibromo-2- (12-tosyloxy-1,4,7 , 10-tetraoxadodecyl) benzene was obtained in 68% yield.

(物性値)
無色液体状物質
H−NMR(CDCl,500MHz,δppm);2.44(s,3H),3.58−3.60(m,4H),3.64−3.67(m,2H),3.68−3.71(m,2H),3.74−3.77(m,2H),3.91−3.94(m,2H),4.16(m,J=5.0Hz,2H),4.19(t,J=4.9Hz,2H),6.86(t,J=7.9Hz,1H),7.33(d,J=8.1Hz,2H),7.50(d,J=8.1Hz,2H),7.80(d,J=8.2Hz,2H)
13C−NMR(CDCl,75MHz,δppm);21.62(CH),68.66(CH),69.22(CH),70.10(CH),70.59(CH),70.69(CH),70.75(CH),70.80(CH),72.37(CH),118.38(Cq),126.28(CH),127.97(CH),129.79(CH),132.71(CH),133.01(Cq),144.75(Cq),153.27(Cq)
MS(MALDI−TOFMAS);m/z=602.9,604.9,606.9([M+Na]),618.8,620.8,622.8([M+K]
(Physical property value)
Colorless liquid substance
1 H-NMR (CDCl 3 , 500 MHz, δ ppm); 2.44 (s, 3H), 3.58-3.60 (m, 4H), 3.64-3.67 (m, 2H), 3. 68-3.71 (m, 2H), 3.74-3.77 (m, 2H), 3.91-3.94 (m, 2H), 4.16 (m, J = 5.0 Hz, 2H ), 4.19 (t, J = 4.9 Hz, 2H), 6.86 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.33 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.50 (D, J = 8.1 Hz, 2H), 7.80 (d, J = 8.2 Hz, 2H)
13 C-NMR (CDCl 3, 75MHz, δppm); 21.62 (CH 3), 68.66 (CH 2), 69.22 (CH 2), 70.10 (CH 2), 70.59 (CH 2), 70.69 (CH 2) , 70.75 (CH 2), 70.80 (CH 2), 72.37 (CH 2), 118.38 (Cq), 126.28 (CH), 127 97 (CH), 129.79 (CH), 132.71 (CH), 133.01 (Cq), 144.75 (Cq), 153.27 (Cq)
MS (MALDI-TOFMAS); m / z = 602.9, 604.9, 606.9 ([M + Na] + ), 618.8, 620.8, 622.8 ([M + K] + )

(2)1,3−ジブロモ−2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)ベンゼンの合成 (2) Synthesis of 1,3-dibromo-2- (1,4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) benzene

Figure 2007015947
Figure 2007015947

内部をアルゴン置換した反応器に、1,3−ジブロモ−2−(12−トシルオキシ−1,4,7,10−テトラオキサドデシル)ベンゼン(0.80g,1.4mmol)、水酸化ナトリウム(1.1g,27.0mmol)を入れ、アセトン(80ml)を加え、90℃で24時間攪拌した。反応液を室温に戻した後、クロロホルムで3回抽出し、有機層を蒸留水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で1回洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去して、1,3−ジブロモ−2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)ベンゼンを収率97%で得た。   Into a reactor purged with argon, 1,3-dibromo-2- (12-tosyloxy-1,4,7,10-tetraoxadodecyl) benzene (0.80 g, 1.4 mmol), sodium hydroxide (1 0.1 g, 27.0 mmol) was added, acetone (80 ml) was added, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 24 hours. The reaction solution was returned to room temperature, extracted with chloroform three times, and the organic layer was washed three times with distilled water and further washed once with saturated brine. After drying over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 1,3-dibromo-2- (1,4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) benzene in a yield of 97%.

(物性値)
無色液体状物質
H−NMR(CDCl,500MHz,δppm);3.38(s,3H),3.54−3.57(m,2H),3.64−3.68(m,4H),3.68−3.72(m,4H),3.76−3.79(m,2H),3.94(t,J=5.1Hz,2H),4.20(t,J=5.0Hz,2H),6.86(t,J=8.1Hz,1H),7.50(d,J=8.1Hz,2H),
13C−NMR(CDCl,75MHz,δppm);59.02(CH),70.08(CH),70.50(CH),70.62(CH),70.65(CH),70.67(CH),70.81(CH),71.93(CH),72.37(CH),118.39(Cq),126.25(CH),132.69(CH),153.29(Cq)
(Physical property value)
Colorless liquid substance
1 H-NMR (CDCl 3 , 500 MHz, δ ppm); 3.38 (s, 3H), 3.54-3.57 (m, 2H), 3.64-3.68 (m, 4H), 3. 68-3.72 (m, 4H), 3.76-3.79 (m, 2H), 3.94 (t, J = 5.1 Hz, 2H), 4.20 (t, J = 5.0 Hz) , 2H), 6.86 (t, J = 8.1 Hz, 1H), 7.50 (d, J = 8.1 Hz, 2H),
13 C-NMR (CDCl 3, 75MHz, δppm); 59.02 (CH 3), 70.08 (CH 2), 70.50 (CH 2), 70.62 (CH 2), 70.65 (CH 2 ), 70.67 (CH 2 ), 70.81 (CH 2 ), 71.93 (CH 2 ), 72.37 (CH 2 ), 118.39 (Cq), 126.25 (CH), 132 .69 (CH), 153.29 (Cq)

(3)2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼンの合成 (3) Synthesis of 2- (1,4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene

Figure 2007015947
Figure 2007015947

内部をアルゴン置換した反応器に、1,3−ジブロモ−2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)ベンゼン(0.54g,1.2mmol)、4−エチニルピリジン塩酸塩(0.48g,3.4mmol)、Pd(PhCN)Cl(28mg,0.074mmol)、CuI(9.35mg,0.049mmol)を入れ、脱気した1,4−ジオキサン(2.5ml)を加えた後、トリ t−ブチルホスフィン(38μl,0.15mmol)、脱気したジイソプロピルアミン(1.5ml,10.6mmol)を加え、50℃で24時間攪拌した。反応液に酢酸エチル(10ml)を加えて吸引濾過し、不溶物を除いた後に、濾液をエチレンジアミン(2ml)で洗浄し、有機層を蒸留水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で1回洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=50:1(v/v))、GPCにより精製し、2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼンを収率81%で得た。 Into a reactor purged with argon, 1,3-dibromo-2- (1,4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) benzene (0.54 g, 1.2 mmol), 4-ethynylpyridine hydrochloride (0.48 g, 3.4 mmol), Pd (PhCN) 2 Cl 2 (28 mg, 0.074 mmol), CuI (9.35 mg, 0.049 mmol), and degassed 1,4-dioxane (2.5 ml) ), Tri-t-butylphosphine (38 μl, 0.15 mmol) and degassed diisopropylamine (1.5 ml, 10.6 mmol) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 24 hours. Ethyl acetate (10 ml) was added to the reaction solution and suction filtered to remove insoluble matters. The filtrate was washed with ethylenediamine (2 ml), the organic layer was washed 3 times with distilled water, and once with saturated brine. Washed. After drying over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (chloroform: methanol = 50: 1 (v / v)) and GPC to give 2- (1, 4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene was obtained in a yield of 81%.

(物性値)
無色液体状物質
H−NMR(CDCN,500MHz,δppm);4.10(s,3H),4.25−4.28(m,2H),4.32−4.37(m,8H),4.46−4.49(m,2H),4.72−4.75(m,2H),5.31−5.34(m,2H),8.05(t,J=7.9Hz,1H),8.33(d,J=6.2Hz,4H),8.46(d,J=7.6Hz,2H),9.47(d,J=5.8Hz,4H)
13C−NMR(CDCN,125MHz,δppm);58.71(CH),70.83(CH),70.96(CH),70.97(CH),71.05(CH),71.24(CH),71.38(CH),72.44(CH),74.72(CH),89.96(Cq),92.00(Cq),117.55(CH),125.00(CH),126.14(CH),131.47(CH),135.59(CH),150.88(CH),162.50(CH)
(Physical property value)
Colorless liquid substance
1 H-NMR (CD 3 CN, 500 MHz, δ ppm); 4.10 (s, 3H), 4.25-4.28 (m, 2H), 4.32-4.37 (m, 8H), 4 .46-4.49 (m, 2H), 4.72-4.75 (m, 2H), 5.31-5.34 (m, 2H), 8.05 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 8.33 (d, J = 6.2 Hz, 4H), 8.46 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 9.47 (d, J = 5.8 Hz, 4H)
13 C-NMR (CD 3 CN, 125 MHz, δ ppm); 58.71 (CH 3 ), 70.83 (CH 2 ), 70.96 (CH 2 ), 70.97 (CH 2 ), 71.05 ( CH 2), 71.24 (CH 2 ), 71.38 (CH 2), 72.44 (CH 2), 74.72 (CH 2), 89.96 (Cq), 92.00 (Cq), 117.55 (CH), 125.00 (CH), 126.14 (CH), 131.47 (CH), 135.59 (CH), 150.88 (CH), 162.50 (CH)

H−NMR(DMSO−d,500MHz,δppm)3.20(s,3H),3.37−3.40(m,2H),3.43−3.45(m,4H),3.45−3.48(m,4H),3.57−3.61(m,2H),3.84−3.87(m,2H),4.43−4.46(m,2H),7.26(t,J=7.9Hz,1H),7.55(d,J=5.8Hz,4H),7.70(d,J=7.7Hz,2H),8.66(d,J=6.0Hz,4H)
13C−NMR(DMSO−d,125MHz,δppm);57.91(CH),69.45(CH),69.64(CH),69.65(CH),69.69(CH),69.85(CH),69.99(CH),71.14(CH),73.58(CH),89.15(Cq),91.13(Cq),115.96(CH),124.24(CH),125.14(CH),129.89(CH),134.70(CH),149.94(CH),161.20(CH)
MS(LC−MS);m/z=487.0([M+H]
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz, δ ppm) 3.20 (s, 3H), 3.37-3.40 (m, 2H), 3.43-3.45 (m, 4H), 3 .45-3.48 (m, 4H), 3.57-3.61 (m, 2H), 3.84-3.87 (m, 2H), 4.43-4.46 (m, 2H) 7.26 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.55 (d, J = 5.8 Hz, 4H), 7.70 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 8.66 ( d, J = 6.0 Hz, 4H)
13 C-NMR (DMSO-d 6 , 125 MHz, δ ppm); 57.91 (CH 3 ), 69.45 (CH 2 ), 69.64 (CH 2 ), 69.65 (CH 2 ), 69.69 (CH 2), 69.85 (CH 2), 69.99 (CH 2), 71.14 (CH 2), 73.58 (CH 2), 89.15 (Cq), 91.13 (Cq) 115.96 (CH), 124.24 (CH), 125.14 (CH), 129.89 (CH), 134.70 (CH), 149.94 (CH), 161.20 (CH)
MS (LC-MS); m / z = 487.0 ([M + H] + )

(4)2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼン(L)とPd(CFSO(M)からM1224球状錯体のCHCN中での自己集合 (4) From 2- (1,4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene (L) and Pd (CF 3 SO 3 ) 2 (M) Self-assembly of M 12 L 24 spherical complex in CH 3 CN

Figure 2007015947
Figure 2007015947

反応器に2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼン(9.7mg,0.020mmol)、Pd(CFSO(4.0mg,0.010mmol)を入れ、そこへCHCN(1ml)を加え、50℃で12時間撹拌した。減圧下溶媒を留去した後、固体にジエチルエーテルを加えて洗浄し、沈殿を遠心分離した後、上澄みを取り除き真空乾燥することで白色粉末状固体を収率90%で得た。この遷移金属錯体を錯体(1a)とする。 The reactor was charged with 2- (1,4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene (9.7 mg, 0.020 mmol), Pd (CF 3 SO 3 ) 2 (4.0 mg, 0.010 mmol) was added, and CH 3 CN (1 ml) was added thereto, followed by stirring at 50 ° C. for 12 hours. After distilling off the solvent under reduced pressure, the solid was washed with diethyl ether, the precipitate was centrifuged, the supernatant was removed, and vacuum drying was performed to obtain a white powdery solid with a yield of 90%. This transition metal complex is designated as complex (1a).

(物性値)
白色粉末状物質
H−NMR(CDCN,500MHz,δppm);3.94(s,3H),4.07−4.10(m,2H),4.17−4.20(m,2H),4.21−4.24(m,2H),4.27−4.30(m,2H),4.35−4.38(m,2H),4.45−4.48(m,2H),4.69−4.72(m,2H),5.24−5.27(m,2H),8.04(t,J=7.7Hz,1H),8.47(d,J=7.8Hz,2H),8.52(d,J=6.8Hz,4H),9.87(d,J=6.7Hz,4H)
(Physical property value)
White powder
1 H-NMR (CD 3 CN, 500 MHz, δ ppm); 3.94 (s, 3H), 4.07-4.10 (m, 2H), 4.17-4.20 (m, 2H), 4 21-4.24 (m, 2H), 4.27-4.30 (m, 2H), 4.35-4.38 (m, 2H), 4.45-4.48 (m, 2H) , 4.69-4.72 (m, 2H), 5.24-5.27 (m, 2H), 8.04 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 8.47 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 8.52 (d, J = 6.8 Hz, 4H), 9.87 (d, J = 6.7 Hz, 4H)

13C−NMR(CDCN,125MHz,δppm);58.68(CH),70.75(CH),70.92(CH),70.94(CH),71.00(CH),71.21(CH),71.37(CH),72.34(CH),75.14(CH),90.50(Cq),95.36(Cq),116.63(Cq),125.8(CH),129.61(CH),136.36(Cq),137.00(CH),151.87(CH),163.58(Cq) 13 C-NMR (CD 3 CN, 125 MHz, δ ppm); 58.68 (CH 3 ), 70.75 (CH 2 ), 70.92 (CH 2 ), 70.94 (CH 2 ), 71.00 ( CH 2), 71.21 (CH 2 ), 71.37 (CH 2), 72.34 (CH 2), 75.14 (CH 2), 90.50 (Cq), 95.36 (Cq), 116.63 (Cq), 125.8 (CH), 129.61 (CH), 136.36 (Cq), 137.00 (CH), 151.87 (CH), 163.58 (Cq)

CSI−MS(CFSO salt,CDCN);1916.8[M−8(CFSO )]8+,1687.4[M−9(CFSO )]9+,1503.6[M−10(CFSO )]10+ CSI-MS (CF 3 SO 3 - salt, CD 3 CN); 1916.8 [M-8 (CF 3 SO 3 -)] 8+, 1687.4 [M-9 (CF 3 SO 3 -)] 9+, 1503.6 [M-10 (CF 3 SO 3 -)] 10+

(5)2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼン(L)とPd(NO(M)からM1224球状錯体のDMSO中での自己集合 (5) 2- (1,4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene (L) and Pd (NO 3 ) 2 (M) to M 12 self-assembly in DMSO of L 24 spherical complex

Figure 2007015947
Figure 2007015947

反応器に2−(1,4,7,10,13−ペンタオキサテトラデシル)−1,3−ビス(4−ピリジルエチニル)ベンゼン(9.7mg,0.020mmol)、Pd(NO(2.3mg,0.010mmol)を入れ、そこへDMSO(1ml)を加え、70℃で12時間撹拌した。反応液に酢酸エチルを加え、落ちてきた沈殿を遠心分離した後、上澄みを取り除き真空乾燥することで白色粉末状固体を収率91%で得た。 2- (1,4,7,10,13-pentaoxatetradecyl) -1,3-bis (4-pyridylethynyl) benzene (9.7 mg, 0.020 mmol), Pd (NO 3 ) 2 was added to the reactor. (2.3 mg, 0.010 mmol) was added, DMSO (1 ml) was added thereto, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 12 hours. Ethyl acetate was added to the reaction solution, and the falling precipitate was centrifuged, and then the supernatant was removed and vacuum dried to obtain a white powdery solid with a yield of 91%.

(物性値)
白色粉末状物質
H−NMR(DMSO−d,500MHz,δppm);3.06(s,3H),3.20−3.24(m,2H),3.29−3.35(m,4H),3.35−3.39(m,2H),3.43−3.47(m,2H),3.54−3.58(m,2H),3.83(br,2H),4.41(br,2H),7.26(br,1H),7.68(br,2H),7.85(br,4H),9.27(br,4H)
13C−NMR(DMSO−d,125MHz,δppm);57.84(CH),69.41(CH),69.62(CH),69.63(CH),69.67(CH),69.80(CH),70.05(CH),71.08(CH),73.96(CH),89.83(Cq),93.91(Cq),115.15(Cq),124.57(CH),128.49(CH),134.23(Cq),136.02(CH),151.04(CH),162.26(Cq)
(Physical property value)
White powder
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz, δ ppm); 3.06 (s, 3H), 3.20-3.24 (m, 2H), 3.29-3.35 (m, 4H), 3.35-3.39 (m, 2H), 3.43-3.47 (m, 2H), 3.54-3.58 (m, 2H), 3.83 (br, 2H), 4. 41 (br, 2H), 7.26 (br, 1H), 7.68 (br, 2H), 7.85 (br, 4H), 9.27 (br, 4H)
13 C-NMR (DMSO-d 6 , 125 MHz, δ ppm); 57.84 (CH 3 ), 69.41 (CH 2 ), 69.62 (CH 2 ), 69.63 (CH 2 ), 69.67 (CH 2), 69.80 (CH 2), 70.05 (CH 2), 71.08 (CH 2), 73.96 (CH 2), 89.83 (Cq), 93.91 (Cq) 115.15 (Cq), 124.57 (CH), 128.49 (CH), 134.23 (Cq), 136.02 (CH), 151.04 (CH), 162.26 (Cq)

CSI−MSはカウンターアニオンをCFSO に交換した後に測定を行った。CSI−MS(CFSO salt,CDCN:DMSO=20:1);1916.6[M−8(CFSO )]8+,1687.3[M−9(CFSO )]9+,1503.6[M−10(CFSO )]10+ CSI-MS is a counter anion CF 3 SO 3 - was measured after replacing the. CSI-MS (CF 3 SO 3 - salt, CD 3 CN: DMSO = 20: 1); 1916.6 [M-8 (CF 3 SO 3 -)] 8+, 1687.3 [M-9 (CF 3 SO 3 )] 9+ , 1503.6 [M-10 (CF 3 SO 3 )] 10+

(金属イオンの包接挙動)
次に、上記実施例3の(4)で合成した球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液(0.1mM)に対して、12当量の各種金属イオンを加え、H−NMRを用いてエチレングリコール鎖と金属イオンとの相互作用について検討を行った。金属イオンのカウンターアニオンにはCFSO を用いた。
(Inclusion behavior of metal ions)
Next, 12 equivalents of various metal ions were added to the acetonitrile solution (0.1 mM) of the spherical transition metal complex (1a) synthesized in (4) of Example 3 above, and ethylene was used using 1 H-NMR. The interaction between glycol chains and metal ions was investigated. CF 3 SO 3 was used as the counter anion of the metal ion.

その結果、Ca(II)イオンおよび各種ランタノイドイオンを加えた場合には、エチレングリコール鎖のHが大きくシフトして観測された。一方、骨格のピリジン環やベンゼン環のH−NMRの化学シフトはほとんど変化しなかった。また、エチレングリコール鎖を持たない錯体にもこれらの金属イオンを加えたが、シグナルのシフトは観測されなかった。 As a result, when Ca (II) ions and various lanthanoid ions were added, 1 H of the ethylene glycol chain was observed with a large shift. On the other hand, 1 H-NMR chemical shifts of the pyridine ring and benzene ring of the skeleton hardly changed. Moreover, although these metal ions were also added to the complex having no ethylene glycol chain, no signal shift was observed.

球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、Ca(II)、La(III)、Sm(III)、Eu(III)イオンを加えた場合のH−NMRのスペクトルの変化を図2に示す。 In acetonitrile spherical transition metal complex (1a), Ca (II) , shown La (III), Sm (III ), the change in the spectrum of 1 H-NMR in the case of added Eu (III) ions in FIG. 2 .

図2中、a)は球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液のH−NMRスペクトル図であり、b)は、球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、球状遷移金属錯体(1a)に対し12当量のCa(CFSOを添加し、5時間攪拌した後のH−NMRスペクトル図であり、c)は、球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、球状遷移金属錯体(1a)に対し12当量のLa(CFSOを添加し、5時間攪拌した後のH−NMRスペクトル図であり、d)は、球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、球状遷移金属錯体(1a)に対し12当量のSm(CFSOを添加し、5時間攪拌した後のH−NMRスペクトル図であり、e)は、球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、球状遷移金属錯体(1a)に対し12当量のEu(CFSOを添加し、5時間攪拌した後のH−NMRスペクトル図である。 In FIG. 2, a) is a 1 H-NMR spectrum diagram of an acetonitrile solution of a spherical transition metal complex (1a), and b) is a spherical transition metal complex (1a) added to an acetonitrile solution of the spherical transition metal complex (1a). 12 is a 1 H-NMR spectrum diagram after adding 12 equivalents of Ca (CF 3 SO 3 ) 2 to the mixture and stirring for 5 hours, and c) shows a spherical transition to an acetonitrile solution of the spherical transition metal complex (1a). metal complex (1a) relative to the addition of 12 equivalents of La (CF 3 SO 3) 3 , a 1 H-NMR spectrum of after stirring for 5 hours, d) is acetonitrile spherical transition metal complex (1a) solution, spherical transition metal complex (1a) relative to 12 equivalents of Sm (CF 3 SO 3) 3 was added, and the 1 H-NMR spectrum diagram of after stirring for 5 hours, e) the spherical transition metal complex (1 in acetonitrile a), spherical transition metal complex (1a) relative to the addition of 12 equivalents of Eu (CF 3 SO 3) 3 , is a 1 H-NMR spectrum diagram of After stirring for 5 hours.

以上のことから、エチレングリコール鎖のH−NMRのシフトはエチレングリコール鎖への金属イオンの配位が起こっていることを強く示唆している。
このように、アセトニトリル中において金属イオンの取り込みが確認できたのは、溶媒の配位がそれほど強くないために、ハードなドナーであるエーテル酸素が優先してランタノイドイオンに配位することができるためであると考えられる。
From the above, the 1 H-NMR shift of the ethylene glycol chain strongly suggests that metal ion coordination to the ethylene glycol chain occurs.
Thus, the uptake of metal ions in acetonitrile was confirmed because the coordination of the solvent was not so strong, and ether oxygen, which is a hard donor, preferentially coordinated to the lanthanoid ions. It is thought that.

さらに、24個のエチレングリコール鎖を持つ球状遷移金属錯体(1a)が、ランタノイドイオンとどのような比で相互作用しているかを見積もるためにjob’s plotによる検討を行った(村上幸人(監修),超分子化学の基礎と応用,エヌ・ティー・エス,1995参照)。その結果、エチレングリコール鎖とゲストのLa(III)イオンが1:1の比率で複合体を形成していることがわかった。すなわち、球状錯体1分子あたり24個のLa(III)イオンが集積することが示された。   Furthermore, in order to estimate the ratio of the spherical transition metal complex (1a) having 24 ethylene glycol chains interacting with the lanthanoid ion, we examined it by job's plot (supervised by Yukito Murakami (supervised) ), Supramolecular chemistry basics and applications, NTS, 1995). As a result, it was found that ethylene glycol chains and guest La (III) ions formed a complex at a ratio of 1: 1. That is, it was shown that 24 La (III) ions accumulate per molecule of the spherical complex.

このように、M1224球状錯体の内面に24個のエチレングリコール鎖を導入することにより、錯体内部の環境を変化させることができ、金属イオンを取り込む駆動力が生まれ、錯体内部へのゲスト包接が可能となった。また、包接されるゲストの数は24個と決定でき、一義的に決まることが分かった。 In this way, by introducing 24 ethylene glycol chains into the inner surface of the M 12 L 24 spherical complex, the environment inside the complex can be changed, and a driving force for taking in metal ions is born. Inclusion is now possible. It was also found that the number of guests included was determined to be 24, which was uniquely determined.

次に、球状遷移金属錯体の中空内に金属イオンを取り込むとこができることがわかったので、さらに、取り込んだゲストを再び取り出すことを試みた。   Next, since it was found that metal ions could be taken into the hollow space of the spherical transition metal complex, an attempt was made to take out the taken-in guest again.

球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液(0.1mM)、0.6mlに対し12当量のLa(III)イオン、およびEu(III)イオンを加えて5時間撹拌したサンプルに、DMSO0.6mlを加えることで、図3に示すように、H−NMRにおいて各シグナルがシャープに戻ることが観測された。 To a sample in which 12 equivalents of La (III) ion and Eu (III) ion are added to 0.6 ml of an acetonitrile solution (0.1 mM) of spherical transition metal complex (1a) and 0.6 ml and stirred for 5 hours, 0.6 ml of DMSO is added. In addition, as shown in FIG. 3, it was observed that each signal returned sharply in 1 H-NMR.

図3中、a)は、球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、球状遷移金属錯体(1a)に対し12当量のLa(CFSOを添加し、5時間攪拌した後のH−NMRスペクトル図であり、b)は、a)の溶液にDMSO−d6を0.6ml添加した後のH−NMRスペクトル図であり、c)は、球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、球状遷移金属錯体(1a)に対し12当量のEu(CFSOを添加し、5時間攪拌した後のH−NMRスペクトル図であり、d)は、c)の溶液にDMSO−d6を0.6ml添加した後のH−NMRスペクトル図である。 In FIG. 3, a) shows a case where 12 equivalents of La (CF 3 SO 3 ) 3 is added to the spherical transition metal complex (1a) in an acetonitrile solution of the spherical transition metal complex (1a) and stirred for 5 hours. a 1 H-NMR spectrum diagram, b) is a 1 H-NMR spectrum view after the DMSO-d6 was added 0.6ml solution of a), c) are spherical transition metal complex (1a) in acetonitrile solution, spherical transition metal complex (1a) relative to the addition of 12 equivalents of Eu (CF 3 SO 3) 3 , a 1 H-NMR spectrum of after stirring for 5 hours, d) is, c) of it is a 1 H-NMR spectrum view after the DMSO-d6 was added 0.6ml solution.

図3より、球状遷移金属錯体(1a)の各シグナルの位置は、La(III)イオンおよびEu(III)イオンが存在しない場合と同じ位置に現れていることから、エチレングリコール鎖と金属イオンとの相互作用が消失したことを示している。   From FIG. 3, since the position of each signal of the spherical transition metal complex (1a) appears at the same position as the case where La (III) ion and Eu (III) ion do not exist, the ethylene glycol chain and the metal ion This indicates that the interaction disappeared.

これは、金属イオンへの強い配位能を持つDMSOを加えることにより、エチレングリコールに代わり、DMSOが金属イオンに強く配位するためであると考えられた。
DMSOを加えることにより、錯体内部に貯蔵されたランタノイドイオンを取り出すことができたといえる。
This was considered to be because DMSO strongly coordinated to metal ions instead of ethylene glycol by adding DMSO having strong coordination ability to metal ions.
By adding DMSO, it can be said that the lanthanoid ions stored inside the complex could be extracted.

以上のように、アセトニトリル中で球状遷移金属錯体(1a)を構築することにより、球状錯体内にCa(II)イオン、各種ランタノイドイオンを取り込むことが可能になり、その数は24個という一義的な個数であることが分かった。さらに、この溶液にDMSOを添加することにより、内部に包接された金属イオンを取り出すことにも成功した。すなわち、置換基を導入したことにより、構造が明確に制御された錯体分子内において金属イオンの貯蔵および、放出を行うことが可能となった。   As described above, by constructing the spherical transition metal complex (1a) in acetonitrile, it becomes possible to incorporate Ca (II) ions and various lanthanoid ions into the spherical complex, and the number is uniquely 24. It was found that the number was large. Furthermore, by adding DMSO to this solution, the metal ions included inside were successfully extracted. That is, by introducing a substituent, it became possible to store and release metal ions in a complex molecule whose structure was clearly controlled.

ランタノイドイオンのCFSO塩は、不斉Diels−Alder反応やアルドール反応などの触媒としての働きが見出されており(L.Trembleau,J.RebekJr,Chem.Commun.,2004,58など)、ランタノイドイオンがM1224球状錯体という大きさおよび構造の定義された空間に包接されたことにより、基質選択性や立体制御が可能な触媒としての応用が期待される。 CF 3 SO 3 salt of lanthanide ions have been found to act as a catalyst such as an asymmetric Diels-Alder reaction or an aldol reaction (L.Trembleau, J.RebekJr, Chem.Commun., Etc. 2004,58) The inclusion of lanthanoid ions in a space defined by the size and structure of the M 12 L 24 spherical complex is expected to be applied as a catalyst capable of substrate selectivity and stereocontrol.

本発明により確立された球状錯体の内面を置換基により修飾する手法によれば、目的に応じて様々な置換基を導入することができると考えられる。球状遷移金属錯体は自発的に形成されるため非常に簡便であり、その構造は明確に定義されているため、精密に制御された特異な内部空間を作る上で非常に有用な手法であるといえる。
今後、球状錯体内面に導入する置換基を設計することにより、生体系と同様に、球殻構造の内面に導入する置換基が協同的に働くことによる新たな機能も期待でき、DNAなどの巨大な生体分子の包接や安定化、ポリペプチドの選択的認識および二次構造の制御、またこのような巨大空間を利用した特異的な反応場としての利用も十分に期待できる。
According to the technique of modifying the inner surface of the spherical complex established by the present invention with a substituent, it is considered that various substituents can be introduced depending on the purpose. Spherical transition metal complexes are very simple because they are spontaneously formed, and their structures are clearly defined, so it is a very useful technique for creating a precisely controlled and unique internal space. I can say that.
In the future, by designing substituents to be introduced into the inner surface of the spherical complex, it is possible to expect new functions due to the cooperative action of substituents to be introduced into the inner surface of the spherical shell structure, similar to biological systems. Such biomolecules can be expected to be included and stabilized, selective recognition of polypeptides and control of secondary structure, and use as a specific reaction field using such a huge space.

12個の遷移金属化合物(M)と、24個の二座配位子(L)とから構成される本発明の球状遷移金属錯体の立体構造を示す図である。It is a figure which shows the three-dimensional structure of the spherical transition metal complex of this invention comprised from 12 transition metal compounds (M) and 24 bidentate ligands (L). 球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、Ca(II)、La(III)、Sm(III)、Eu(III)イオンを加えた場合のH−NMRのスペクトルの変化を示す図である。In acetonitrile spherical transition metal complex (1a), Ca (II) , La (III), Sm (III), is a diagram illustrating a change in the spectrum of 1 H-NMR in the case of added Eu (III) ions . 球状遷移金属錯体(1a)のアセトニトリル溶液に、La(III)およびEu(III)イオンを加え5時間攪拌した後に、DMSO−d6を添加した場合のH−NMRのスペクトルの変化を示す図である。The figure which shows the change of the spectrum of 1 H-NMR when DMSO-d6 is added after adding La (III) and Eu (III) ion to the acetonitrile solution of the spherical transition metal complex (1a) and stirring for 5 hours. is there.

Claims (11)

中空の殻を有する球状遷移金属錯体であって、前記中空の殻が、n1個(n1は、6〜60の整数を表す。)の遷移金属原子と、2n1個の、置換基を有する二座有機配位子とから形成されてなり、かつ、前記置換基が前記中空の殻内部に配向するように形成されていることを特徴とする球状遷移金属錯体。   A spherical transition metal complex having a hollow shell, wherein the hollow shell has n1 transition metal atoms (n1 represents an integer of 6 to 60) and 2n1 bidentate having a substituent. A spherical transition metal complex formed of an organic ligand and formed so that the substituent is oriented inside the hollow shell. 中空の殻を有する球状遷移金属錯体であって、前記中空の殻が、n2個(n2は、6、12、24、30または60である。)の遷移金属原子と、2n2個の、置換基を有する二座有機配位子とから形成されてなり、かつ、前記置換基が前記中空の殻内部に配向するように形成されていることを特徴とする球状遷移金属錯体。   A spherical transition metal complex having a hollow shell, wherein the hollow shell has n2 (n2 is 6, 12, 24, 30 or 60) transition metal atoms and 2n2 substituents. And a bidentate organic ligand, wherein the substituent is oriented in the hollow shell. 遷移金属化合物(M)と置換基を有する二座有機配位子(L)とから、前記置換基が中空の殻内部に配向するように自己組織的に形成されてなる、式:Mn12n1(n1は、6〜60の整数であり、M同士、L同士は、それぞれ同一であっても、相異なっていても良い。)で表される請求項1に記載の球状遷移金属錯体。 From the transition metal compound (M) and the bidentate organic ligand (L) having a substituent, the substituent is formed in a self-organizing manner so that the substituent is oriented inside the hollow shell. The formula: M n1 L The spherical transition metal complex according to claim 1, which is represented by 2n1 (n1 is an integer of 6 to 60, and Ms and Ls may be the same or different from each other). 遷移金属化合物(M)と置換基を有する二座有機配位子(L)とから、前記置換基が中空の殻内部に配向するように自己組織的に形成されてなる、式:Mn22n2(n2は、6、12、24、30または60であり、M同士、L同士は、それぞれ同一であっても、相異なっていても良い。)で表される請求項2に記載の球状遷移金属錯体。 From the transition metal compound (M) and the bidentate organic ligand (L) having a substituent, the substituent is formed in a self-organized manner so that the substituent is oriented inside the hollow shell. The formula: M n2 L The spherical shape according to claim 2, represented by 2n2 (n2 is 6, 12, 24, 30 or 60, and M and L may be the same or different from each other). Transition metal complex. 直径3〜15nmの中空の殻を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の球状遷移金属錯体。   The spherical transition metal complex according to claim 1, which has a hollow shell having a diameter of 3 to 15 nm. 前記遷移金属錯体を構成する遷移金属原子が、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Cd、Os、Ir及びPtからなる群から選ばれる一種であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の球状遷移金属錯体。   The transition metal atom constituting the transition metal complex is a kind selected from the group consisting of Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Cd, Os, Ir, and Pt. The spherical transition metal complex according to any one of claims 1 to 5. 前記二座有機配位子が、式(I)
Figure 2007015947
{式中、R、Rはそれぞれ独立して、ハロゲン原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアルコキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。
m1、m2はそれぞれ独立して、0〜4の整数を表す。m1、m2が2以上のとき、R同士、R同士はそれぞれ同一であっても、相異なっていても良い。
Aは、下記式(a−1)〜(a−4)
Figure 2007015947
〔Rは置換基を表す。
は、ハロゲン原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアルコキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m4は0〜2の整数を表す。m3が2以上、m4が2のとき、複数個のRは同一であっても、相異なっていても良い。
Qは、−Nr1−(r1は水素原子、アルキル基、アリール基若しくはアシル基を表す。)、−O−、−C(=O)−、−S−、または−SO−を表す。〕で表される基を示す。}で示される化合物の一種であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の球状遷移金属錯体。
The bidentate organic ligand is of the formula (I)
Figure 2007015947
{Wherein, R 1 and R 2 each independently represent a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxyl group, a cyano group, or a nitro group.
m1 and m2 each independently represents an integer of 0 to 4. m1, m2 is 2 or more, R 1 each other, even R 2 together are each identical or may be different phases.
A represents the following formulas (a-1) to (a-4)
Figure 2007015947
[R 3 represents a substituent.
R 4 represents a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxyl group, a cyano group or a nitro group.
m3 represents an integer of 0 to 3, and m4 represents an integer of 0 to 2. m3 is 2 or more, when m4 is 2, even a plurality of R 4 may be the same or may be different from each other.
Q is, -Nr1-, (r1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an acyl group.) - O -, - C (= O) -, - S-, or -SO 2 - represents a. ] Is represented. } The spherical transition metal complex according to claim 1, wherein the spherical transition metal complex is a kind of a compound represented by
前記Rが、置換されていても良いアルキル基、または式:−(OCHCH−OR〔式中、Rは、水素原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアリール基、置換されていても良いヘテロ環基、式:−CO−C(r2)=CH(r2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)で表される基、式:−(CH)t−R−N=N−R(tは0〜10の整数を表し、Rは置換されていても良いアリーレン基を表し、Rは置換されていても良いアリール基を表す。)で表される基を表し、sは0〜20の整数を表す。〕で示される基であることを特徴とする請求項7に記載の球状遷移金属錯体。 R 3 is an optionally substituted alkyl group, or a formula: — (OCH 2 CH 2 ) s —OR 5 wherein R 5 is a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, or a substituted group. An aryl group which may be substituted, a heterocyclic group which may be substituted, and a formula: —CO—C (r2) ═CH 2 (r2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). Group represented by the formula: — (CH 2 ) t—R 6 —N═N—R 7 (t represents an integer of 0 to 10, R 6 represents an optionally substituted arylene group, and R 7 represents Represents an optionally substituted aryl group.), And s represents an integer of 0 to 20. The spherical transition metal complex according to claim 7, which is a group represented by the formula: 前記二座有機配位子が、式(I−1)
Figure 2007015947
{式中、Rは、置換されていても良いアルキル基、または式:−(OCHCH−OR〔式中、Rは、水素原子、置換されていても良いアルキル基、置換されていても良いアリール基、置換されていても良いヘテロ環基、式:−CO−C(r2)=CH(r2は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)で表される基、式:−(CH)t−R−N=N−R(tは0〜10の整数を表し、Rは置換されていても良いアリーレン基を表し、Rは置換されていても良いアリール基を表す。)で表される基を表し、sは0〜20の整数を表す。〕で表される基を示す。}で示される化合物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の球状遷移金属錯体。
The bidentate organic ligand is represented by the formula (I-1)
Figure 2007015947
{Wherein R 8 is an optionally substituted alkyl group, or a formula: — (OCH 2 CH 2 ) s —OR 5 [wherein R 5 is a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group. , An optionally substituted aryl group, an optionally substituted heterocyclic group, a formula: —CO—C (r 2 ) ═CH 2 (r 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ) Group represented by the formula: — (CH 2 ) t—R 6 —N═N—R 7 (t represents an integer of 0 to 10, R 6 represents an optionally substituted arylene group, R 7 represents an optionally substituted aryl group.), And s represents an integer of 0-20. ] Is represented. } The spherical transition metal complex according to claim 1, wherein the spherical transition metal complex is a compound represented by the formula:
遷移金属化合物(M)と置換基を有する二座有機配位子(L)とを、遷移金属化合物(M)1モルに対し、二座有機配位子(L)を1〜5モルの割合で反応させることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の球状遷移金属錯体の製造方法。   The ratio of the transition metal compound (M) and the bidentate organic ligand (L) having a substituent is 1 to 5 moles of the bidentate organic ligand (L) with respect to 1 mole of the transition metal compound (M). The method for producing a spherical transition metal complex according to claim 1, wherein the reaction is performed using 前記遷移金属化合物を構成する遷移金属原子が、Ti、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Cd、Os、Ir及びPtからなる群から選ばれる一種であることを特徴とする請求項10に記載の球状遷移金属錯体の製造方法。

The transition metal atom constituting the transition metal compound is a kind selected from the group consisting of Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Cd, Os, Ir, and Pt. The method for producing a spherical transition metal complex according to claim 10.

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