Research Abstract
三次元周期安定構造および広がったπ電子雲を有する共役有機構造体
植物は、鉄が乏しい条件下において遺伝子転写応答を活性化するが、鉄の量が不十分であることを感知するメカニズムは解明されていない。本研究で小林らは、ユビキチンリガーゼ活性をもち、鉄欠乏応答の負の調節因子である、2種類の鉄結合タンパク質を同定した。
Conjugated organic framework with three-dimensionally ordered stable structure and delocalized π clouds
2013年11月13日 Nature Communications 4 : 2736 doi: 10.1038/ncomms3736
共有結合性有機骨格構造体は多孔性有機結晶材料の一種であり、駆動力としてπ-π積層相互作用を利用して多角形シートを結晶化させ層状骨格構造体と規則的な細孔を形成することができる。しかし、そうした構造体の典型例は、化学的に不安定で、シート内π共役が不十分であるため、応用が著しく限られている。今回我々は、トポロジー設計されたワイヤー骨格構造と開口ナノチャネルを持ち、π共役が二次元シートにわたって広がる化学的に安定な電子共役有機骨格構造体について報告する。我々の骨格構造体は、三次元全てにおいて最初から共役鎖が周期的に秩序化可能であり、化学的安定性、拡張したπ電子非局在性、ゲスト分子を受け入れる能力、ホール移動性といった特性を見事に兼ね備えている。我々は、このπ共役有機骨格構造体が高オンオフ比光スイッチや太陽電池に有用であることを示している。従って、今回の手法は、二次元拡張π電子系を利用して革新をもたらす秩序多孔性半導体材料の実現に向けての一歩となるかもしれない。
郭 佳1,2, 許 艶紅1, 金 尚彬1, 陳 龍1*, 嘉治 利彦1, 本庄 義人3, アディコート マタイ4, キム ジャンベ5, 佐伯 昭典3, イ ヒョッチョル5,6, 関 修平3, イレ ステファン4, 平本 昌宏1, 高 佳1 & 江 東林1
- 自然科学研究機構 分子科学研究所 物質分子科学研究領域
- 復旦大学 高分子科学専攻（中国）
- 大阪大学 工学研究科 応用化学専攻
- 名古屋大学 理学研究科 化学専攻
- 韓国科学技術院（韓国）
- Institute for Basic Science （韓国）
*現所属先：マックス・プランク高分子研究所（ドイツ）
Covalent organic frameworks are a class of crystalline organic porous materials that can utilize π–π-stacking interactions as a driving force for the crystallization of polygonal sheets to form layered frameworks and ordered pores. However, typical examples are chemically unstable and lack intrasheet π-conjugation, thereby significantly limiting their applications. Here we report a chemically stable, electronically conjugated organic framework with topologically designed wire frameworks and open nanochannels, in which the π conjugation-spans the two-dimensional sheets. Our framework permits inborn periodic ordering of conjugated chains in all three dimensions and exhibits a striking combination of properties: chemical stability, extended π-delocalization, ability to host guest molecules and hole mobility. We show that the π-conjugated organic framework is useful for high on-off ratio photoswitches and photovoltaic cells. Therefore, this strategy may constitute a step towards realizing ordered semiconducting porous materials for innovations based on two-dimensionally extended π systems.
