爱媛大学研究生院理工学研究科的佐藤久子教授领导的研究小组与东邦大学、日本大学及名古屋大学合作，利用独自开发的红外振动圆二色光谱法（VCD: Vibrational circular dichroism），成功地明确了吸附在蒙脱石粘土矿物上的一价铱络合物的吸附构造。
图：通过红外振动圆二色光谱法（VCD）分析分子的相互作用。阐明了吸附在蒙脱石粘土矿物上的1价手性铱络合物的分子排列构造（供图：爱媛大学研究生院理工学研究科佐藤久子教授）。
粘土矿物为分层的无机化合物，可以在层间吸附各种分子和离子。由于这一特性，粘土矿物被广泛用于缓释药物、化妆品、去除咖啡因等有害成分以及作为催化剂载体等实际用途。研究人员推测在粘土层空间发生化学反应时，在二维空间受限的环境下参与反应的分子会彼此接近相互吸附，从而形成理想的分子识别（识别彼此的形状和属性）场所。
然而，要弄清楚分子之间的实际相互作用却是相当困难的。其原因是粘土矿物属于绝缘性微晶体（小于一微米），无法使用X射线结构分析或扫描隧道显微镜等对于在分子层面上进行分析有效的探针显微镜，所以很长时间以来，从微观水平阐明粘土表面的分子识别机制一直是一个尚未解决的课题。
此次研究小组将VCD应用于结合在粘土矿物层之间的离子分子上。VCD通常用于溶液样品，信号较弱，为了应用于固体样品，消除因固体特有的各向异性所引发的伪信号。研究中使用一价的三齿配体络合物（苯并[h]喹啉）的对映体（光学对称物）来研究被吸附分子之间的相互作用。结果表明，VCD光谱对分子间的相互作用很敏感。理论计算也使得单分子和双分子层之间的分子间相互作用的差异得到了详细的阐明。此次使用的铱络合物在光化学反应等中引起了关注，预计将来会进一步扩展到以粘土矿物为载体的异质催化反应等。
佐藤教授表示：“实验中使用的铱络合物是一种因其高发光性和光反应性而受人瞩目的化合物。通过将这种络合物与价格低廉、对环境影响小的粘土矿物相结合，希望能研究出具有高选择性的异质光不对称催化反应体系和高能量密集型体系等。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Applied Clay Science, 2022, 228, 106621
论文：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
