炭素と水素から土星形の分子をつくる

東京工業大学 理学院 化学系の豊田真司教授、鶴巻英治助教、山本悠太大学院生（博士後期課程3年）、 岡山理科大学 理学部 化学科の若松寛准教授らの研究グループは、 球構造のフラーレン^[用語1]分子を内側に取り込んだ、炭素と水素だけで構成される土星形分子 （ナノ^[用語2]土星）の作製に成功した。 この分子を解析したところ、多点の炭素と水素の間の相互作用が土星形構造の安定化に寄与することが判明した。 この作製手法は、ナノサイズの分子構造体を自在に作製する方法の一つとして、今後幅広く利用される可能性がある。

本研究ではまず、環構造の有機分子として、芳香族化合物である アントラセン^[用語3]を環状に連結した構造を設計。 その内部に約1ナノメートル（nm）の空孔をもつ円盤状の有機分子を合成した。 この有機分子とフラーレン（C₆₀）を溶液中で混合すると土星のような形の分子が生成することを確認し、 結晶として取り出すことに成功した。 環の内側のちょうど中央に球が取り込まれた構造は、X線を用いた結晶解析により確認できた。

炭素に結合した水素と芳香環の相互作用は弱いとされているが、構造を適切に設計すると分子の取り込みに重要な役割を果たすことが明らかになった。

これらの研究成果は、ドイツの化学学術雑誌 Angewandte Chemie International Edition（アンゲヴァンテ・ケミー国際版）にHot Paper（注目論文）として2018年5月30日付で掲載された。

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