2025/03/25 更新

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サカタ ヨウコ
酒田 陽子
SAKATA Yoko
所属
大学院工学研究科 応用物質化学専攻 応用物理化学 教授
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 化学生命工学科
職名
教授
外部リンク

研究キーワード 2

  1. 錯体化学

  2. 超分子化学

研究分野 2

  1. ナノテク・材料 / 無機・錯体化学

  2. ナノテク・材料 / 機能物性化学

経歴 8

  1. 名古屋大学   大学院工学研究科 応用物質化学専攻   教授

    2024年4月 - 現在

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  2. 金沢大学   理工研究域物質化学系   准教授

    2018年10月 - 2024年3月

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  3. 金沢大学   理工研究域物質化学系   助教

    2014年4月 - 2018年9月

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  4. 神戸大学   理学研究科化学専攻   特命助教

    2012年3月 - 2014年3月

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  5. 独立行政法人科学技術振興機構(JST ERATO 北川統合細孔プロジェクト)   研究員

    2011年4月 - 2012年2月

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学歴 2

  1. 東京大学   大学院 理学系研究科 化学専攻

    2005年4月 - 2010年3月

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  2. 東京大学   理学部 化学科

    2001年4月 - 2005年3月

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所属学協会 2

  1. 錯体化学会

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  2. 日本化学会

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委員歴 5

  1. 錯体化学会 理事  

    2020年9月 - 2022年9月   

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  2. 日本化学会 近畿支部 幹事  

    2020年2月 - 2021年2月   

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  3. 錯体化学会 将来計画委員  

    2018年 - 2020年9月   

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    団体区分:学協会

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  4. 錯体化学若手の会事務局  

    2016年 - 2018年   

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    団体区分:学協会

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  5. 錯体化学若手の会北陸支部世話人  

    2014年 - 2023年3月   

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    団体区分:学協会

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受賞 9

  1. SHGSC Japan Award of Excellence 2022

    2022年6月  

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  2. 令和4年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2022年4月  

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  3. 第9回女性化学者奨励賞

    2021年1月   日本化学会  

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  4. 錯体化学会 研究奨励賞

    2020年9月  

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  5. Chemical Communications Emerging Investigator 2020

    2020年   The Royal Society of Chemistry  

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論文 55

  1. Tuning of Guest Uptake/Release Kinetics of a Dinuclear Cobalt(III) Metallohost by Auxiliary Amine Ligands.

    Walter D, Sakata Y, Akine S

    Chemistry, an Asian journal     頁: e202401876   2025年2月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/asia.202401876

    PubMed

  2. Preferential Formation of Three-layered Host-Guest Complexes of a Planar Dinuclear Metallohost with Alkali Metal Ions

    Akine, S; Nakano, M; Sakata, Y; Yano, S

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL   30 巻 ( 71 ) 頁: e202403071   2024年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Chemistry - A European Journal  

    We synthesized a planar macrocyclic dinuclear nickel(II) metallohost from the corresponding macrocyclic imine ligand containing two N2O2 chelate coordination sites and an O6 cation binding site like 18-crown-6 as well as peripheral hexyl groups. Due to the lipophilic nature of the hexyl groups, the metallohost was soluble in less polar media where its interaction with alkali metal ions was enhanced. The binding studies by NMR spectroscopy clearly showed its strong tendency to form multi-layered structures. The metallohost formed 2 : 1 and 1 : 1 (host/guest) complexes with Na+ with the two-step binding constants of logK1=6.6 and logK2=3.0. In contrast, its complexation with larger alkali metal ions (K+, Rb+, Cs+) preferentially gave 3 : 2 (host/guest) complexes when 2/3 equiv. of the guest was present. The three-layered structures of these 3 : 2 complexes were well characterized by mass spectrometry and 2D COSY/ROESY experiments as well as DFT calculations, elucidating their unique structural feature with three chemically different environments due to the oppositely curved two [Ni(saloph)] moieties of the metallohost. Therefore, the three-layered structures were preferentially formed when larger alkali metal ions (K+, Rb+, Cs+) were complexed with the metallohost.

    DOI: 10.1002/chem.202403071

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  3. Non-threaded and rotaxane-type threaded wheel-axle assemblies consisting of dinickel(II) metallomacrocycle and dibenzylammonium axle Open Access

    Sakata, Y; Kobayashi, S; Yamamoto, M; Doken, K; Kamezawa, M; Yamaki, S; Akine, S

    COMMUNICATIONS CHEMISTRY   7 巻 ( 1 ) 頁: 166   2024年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Communications Chemistry  

    Rotaxanes are typically prepared using covalent bonds to trap a wheel component onto an axle molecule, and rotaxane-type wheel–axle assembly using only noncovalent interactions has been far less explored. Here we show that a dinickel(II) metallomacrocycle forms two different types of wheel–axle assemblies with a dibenzylammonium axle molecule based only on noncovalent interactions. The non-threaded assembly was obtained by introduction of Ni2+ into the macrocycle before the complexation with the axle molecule (metal-first method). The non-threaded assembly was in rapid equilibrium with each of the components in solution. The threaded assembly was obtained by introduction of Ni2+ after the formation of a pseudorotaxane from the non-metalated wheel and the axle molecule (axle-first method). The threaded assembly was not in equilibrium with the dissociated species even though it was maintained only by noncovalent interactions. Thus, formation of one of the non-threaded and threaded wheel–axle assemblies over the other is governed by the assembly pathway. (Figure presented.)

    DOI: 10.1038/s42004-024-01246-8

    Open Access

    Web of Science

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    PubMed

  4. 新奇なインターロック構造を含む有機無機ハイブリッド高分子材料の創製

    酒田 陽子

    旭硝子財団助成研究成果報告   93 巻 ( 0 ) 頁: n/a   2024年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:公益財団法人 旭硝子財団  

    DOI: 10.50867/afreport.2024_005

    CiNii Research

  5. Induced chirality at surface: Fixation of a dynamic <i>M</i>/<i>P</i> invertible helical Co<sub>3</sub> complex on SiO<sub>2</sub>

    Satoshi Muratsugu, Kana Sawaguchi, Takafumi Shiraogawa, Shunsuke Chiba, Yoko Sakata, Sora Shirai, Hiroshi Baba, Masahiro Ehara, Shigehisa Akine, Mizuki Tada

    Chemical Communications     2024年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry (RSC)  

    The dynamic M/P invertible helicity was successfully induced at a SiO<sub>2</sub> surface immobilized with a dynamic helical trinuclear cobalt complex, [LCo<sub>3</sub>(NHMe<sub>2</sub>)<sub>6</sub>](OTf)<sub>3</sub>, using chiral (R/S)-1-phenylethylamine. Solid-state CD spectra and theoretical calculations...

    DOI: 10.1039/d3cc05534e

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MISC 7

  1. Creation of kinetically-controlled supramolecular systems based on coordination chemistry 招待有り 査読有り

    Yoko Sakata  

    Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry103 巻 ( 5-6 ) 頁: 161 - 188   2023年6月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者  

    In biological systems, biomolecules achieve sophisticated functions based on both thermodynamic control and kinetic control. In contrast, in artificial supramolecular systems, molecular recognition behaviors in host–guest systems or self-assembly processes under thermodynamic control have been widely investigated for several decades. Recently, kinetic control of these processes has attracted more interest. This review describes three approaches for the kinetic control of supramolecular systems based on coordination chemistry. The discussion first focuses on the kinetic control of guest uptake of host–guest systems. The guest binding kinetics (i.e., guest uptake/release rate) can be basically controlled by the change in the aperture sizes of the host molecules. The second part provides representative examples of unveiling guest uptake/exchange mechanisms for a variety of supramolecular host–guest systems, which is important for the rational design of host molecules and prediction of their specific functions for future studies. The kinetic control of metal-assisted self-assembly processes is also introduced in the last part. The discussion especially focuses on investigation of the self-assembly pathway, control of the kinetic stability of self-assembled complexes, and the speed tuning of self-assembly processes by modulating the individual metal–ligand exchange rate.

    DOI: 10.1007/s10847-023-01190-5

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  2. 気水界面での力学的圧縮操作による両親媒性キラルsalen錯体のヘリシティー制御

    高橋瑞歩, 酒田陽子, 酒田陽子, 中西和嘉, 森泰蔵, 森泰蔵, 有賀克彦, 有賀克彦, 秋根茂久, 秋根茂久  

    日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM)100th 巻   2020年

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  3. 気水界面における両親媒性キラル四核錯体のヘリシティー制御

    高橋瑞歩, 酒田陽子, 酒田陽子, 中西和嘉, 森泰蔵, 森泰蔵, 有賀克彦, 有賀克彦, 秋根茂久, 秋根茂久  

    日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM)100th 巻   2020年

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  4. 両親媒性らせん型salen錯体の気水界面におけるヘリシティー制御

    高橋瑞歩, 野村慶介, 酒田陽子, 酒田陽子, 中西和嘉, 森泰蔵, 森泰蔵, 有賀克彦, 有賀克彦, 秋根茂久, 秋根茂久  

    シンポジウム「モレキュラー・キラリティー」講演要旨集2019 巻   2019年

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  5. 気水界面における表面圧変化を利用した両親媒性らせん型錯体のヘリシティー制御

    高橋瑞歩, 野村慶介, 酒田陽子, 酒田陽子, 中西和嘉, 森泰蔵, 森泰蔵, 有賀克彦, 有賀克彦, 秋根茂久, 秋根茂久  

    ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム講演要旨集17th 巻   2019年

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科研費 18

  1. 速度論的制御を鍵とする超分子リプログラミング法の開拓

    研究課題/研究課題番号:24H02215  2024年4月 - 2029年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    酒田 陽子

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:58760000円 ( 直接経費:45200000円 、 間接経費:13560000円 )

    本研究では、非共有結合性相互作用をベースとして組み上がる超分子集合体の事後編集を実現するための超分子変換の学理を構築する。具体的には、金属配位結合を駆動力として構築された多様な超分子錯体の対称性、サイズ、あるいは骨格の改変が可能なシステムの創製を行う。溶液状態のナノメートルサイズの超分子に加え、結晶状態の超分子集合体といった幅広い超分子群に適応可能な化学構造リプログラミング(SReP)法の開発を目指す。

  2. レドックス活性なビルディングブロックを⽤いた機能性多孔性分⼦結晶の創製

    2022年11月 - 2023年11月

    公益財団法⼈ 住友財団  基礎科学研究助成 

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  3. レドックス活性な金属錯体を含む多孔性分子結晶の構築とその機能創出

    2022年10月 - 2023年9月

    公益財団法人 戸部眞紀財団  研究助成 

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  4. フレームワーク結晶中におけるロタキサンの回転運動を利用した新奇強誘電体材料の創製

    研究課題/研究課題番号:21K18977  2021年7月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    酒田 陽子

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    本研究では、インターロック分子の一つであるロタキサンを結晶中に精密に配列し、ロタキサンの輪分子のナノメートルスケールの回転運動を電場などの外部刺激に応答させて制御することで、新規な強誘電体材料の創製を目指す。これまでの研究で、カルボン酸を末端に含むジフェニルビオロゲン誘導体がクラウンエーテル誘導体と協同的な錯形成により[3]擬ロタキサンを形成することを見出している。そこで、この[3]擬ロタキサンを新たな架橋配位子として用い、末端のカルボン酸部位を金属イオンとの錯形成により多孔性配位高分子を構築することで、ロタキサンをフレームワーク結晶内に精緻に配列することができると考えた。特に、その架橋配位子の長さや、輪分子の密度に応じた動的特性の制御が可能になると期待した。本年度はまずはこの多孔性配位高分子を形成するにあたり、どのような溶媒系において[3]擬ロタキサンが保持できるのかについて詳細に調べた。その結果、クロロホルムなどの低極性溶媒のみならず、アセトニトリルやメタノールなどの高極性溶媒中においても十分に強い会合を示すことを見出した。現在、メタノール中において、ピラードレーヤー型の多孔性配位高分子の構築を検討している。
    さらに、フレームワーク結晶に導入する新規な動的ロタキサンモチーフの構築も行った。フェニレンジアミン部位を含む屈曲型配位子とPd(II)イオンからなる錯体が、様々なクラウンエーテル誘導体と多点水素結合を介して相互作用し、ロタキサンを形成することを見出した。24員環から30員環のクラウンエーテルからロタキサンが形成することが明らかとなり、フェニレン部位の数に応じて会合定数が大きく異なることも見出した。様々なクラウンエーテルからロタキサンが形成できるため、今後、ローターの回転運動の活性化エネルギーを制御したり、誘電応答を示す極性部位を導入することが可能と期待される。

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  5. 自己集合過程の速度論的ロックを利用した巨大ベルト状マクロサイクルの創製

    研究課題/研究課題番号:23K21119  2021年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    酒田 陽子

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    本研究では、熱力学的平衡から離れた非平衡状態において自己集合過程を制御することで、通常の熱力学的制御下では得ることが困難な巨大なベルト状マクロサイクルの構築を行う。具体的には、ベルト状金属錯体の自己集合過程において、金属配位結合の可逆性を任意のタイミングでロック/アンロックすることで反応中間体などの速度論的生成物の単離を行い、これをビルディングブロックとして利用した新しい自己集合型マクロサイクルの構築を目指す。
    本研究では、熱力学的平衡から離れた非平衡状態において自己集合を制御することで、従来の熱力学的制御下では得ることが困難な自己集合型錯体の構築手法の確立を目指している。初年度の研究において、2,3,6,7-テトラアミノトリプチセンとPd(II)イオンを錯形成する際に、複数のトリエチレングリコール鎖を導入したピラー[5]アレーン誘導体をテンプレートとした場合に、五核メタロナノベルトが速度論的に生成し、非常にゆっくりと熱力学的に最安定な四核メタロナノベルトに変換していくという珍しい現象が観測され、オリゴエーテルが錯体部位と相互作用することで環サイズ変換が速度論的にロックされるという知見を得た。本年度は、コア構造を持たない分子量の異なる鎖状のオリゴエーテル(ポリエチレングリコール:PEG)を用いた場合のロック効果を見積もった。PEGの速度論的ロック効果は、単離した五核メタロナノベルトの環サイズ変換がPEGの存在により抑制されるかを観測することで評価した。PEG非共存下において、五核メタロナノベルトが、三核、四核、五核メタロナノベルトの混合物へ変換する際の半減期は15分であった。これに対し、平均分子量1000のPEG存在下で同様な実験を行った結果、半減期は74分となり、変換速度は5倍程度抑制された。これにより、コア構造を持たない鎖状のオリゴエーテルでもサイズ変換の速度論的ロック効果があることが示された。また、このロック効果の分子量依存性についても調査した。平均分子量1000から10000までのPEGを用いた場合は、3倍から7倍の抑制効果があり、分子量とその抑制効果に顕著な相関は見られなかった。一方、平均分子量20000を超えるPEGでは120倍以上も抑制効果があることを見出した。すなわち、ある一定以上の分子量のPEGを用いることで速度論的ロック効果が劇的に向上することが明らかとなった。
    本年度の研究により、複数のトリエチレングリコール鎖を有するピラーアレーン誘導体に加え、コア構造を持たない鎖状のオリゴエーテルにも環サイズ変換の抑制効果があることを見出した。市販の比較的安価な試薬を用いても、速度論的なロックができるという点は興味深く、今後さらに精密にロック効果を制御する上で重要な知見が得られたと考えられる。以上のように、当初の計画通りに研究は遂行できている。
    本年度の研究により、コア構造を持たない鎖状のオリゴエーテルにもメタロナノベルトの環サイズ変換を抑制する速度論的ロック効果があることが見出された。今後は、環状のオリゴエーテルを用いたカテナン構造の構築によるロック効果なども検討する。環状のオリゴエーテルを使うことで、大環状効果によるより顕著なロック効果の向上が期待される。

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