愛媛大學研究生院理工學研究科的佐藤久子教授領導的研究小組與東邦大學、日本大學及名古屋大學合作，利用獨自開發的紅外振動圓二色光譜法（VCD: Vibrational circular dichroism），成功地明確了吸附在蒙脫石黏土礦產上的一價銥錯合物的吸附構造。
圖：透過紅外振動圓二色光譜法（VCD）分析分子的相輔作用。闡明瞭吸附在蒙脫石黏土礦產上的1價手性銥錯合物的分子排列構造（供圖：愛媛大學研究生院理工學研究科佐藤久子教授）。
黏土礦產爲分層的無機化合物，可以在層間吸附各種分子和離子。由於這一特性，黏土礦產被廣泛用於緩釋葯物、化妝品、去除咖啡因等有害成分以及作爲觸媒擔體等實際用途。研究人員推測在黏土層空間發生化學反應時，在二維空間受限的環境下參與反應的分子會彼此接近相互吸附，從而形成理想的分子辨識（識別彼此的形狀和屬性）場所。
然而，要弄清楚分子之間的實際相輔作用卻是相當困難的。其終極因數是黏土礦產屬於絕緣性微晶體（小於一微米），無法使用X射線結構分析或掃描隧道顯微鏡等對於在分子層面上進行分析有效的探針顯微鏡，所以很長時間以來，從微觀水平闡明黏土表面的分子辨識機制一直是一個尚未解決的課題。
此次研究小組將VCD應用於結合在黏土礦產層之間的離子分子上。VCD通常用於溶液樣品，訊號較弱，爲了應用於固體樣品，消除因固體特有的各向異性所引發的僞訊號。研究中使用一價的三齒配體錯合物（苯並[h]苯并吡啶）的對映體（光學對稱物）來研究被吸附分子之間的相輔作用。結果表明，VCD光譜對分子間的相輔作用很敏感。理論計算也使得單分子和雙分子層之間的分子間相輔作用的差異得到了詳細的闡明。此次使用的銥錯合物在光化學反應等中引起了關注，預計將來會進一步擴展到以黏土礦產爲載體的異質催化反應等。
佐藤教授表示：「實驗中使用的銥錯合物是一種因其高發光性和光反應性而受人矚目的化合物。透過將這種錯合物與價格低廉、對環境衝擊小的黏土礦產相結合，希望能研究出具有高選擇性的異質光不對稱催化反應階層和高能量密集型階層等。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Applied Clay Science, 2022, 228, 106621
論文：Vibrational Circular Dichroism Spectroscopy toward Intercalation Compounds of Sodium Montmorillonite: Evidences for Molecular Packing of Enantiopure Monovalent Ir(III) Complexes within Interlayer Spaces
DOI：doi.org/10.1016/j.clay.2022.106621
