ローマ神話に出てくるヤヌス(Janus)という名の神様をご存知でしょうか。背中合わせになった2つの顔を持ち、出入り口や物事の始まりを司る神なのだそうです。一年の始まりの月を英語で「January」と呼ぶのは、このヤヌス神の名に由来します。

janus
ヤヌスが描かれたコイン(Wikipediaより)

 というわけで、欧米では両面に異なる性質を示すものに「ヤヌス」の名を冠することが多いようです。たとえば「ヤヌセン」と名付けられた炭化水素化合物が存在しており、図に示す通り2つの芳香族の面が向き合った構造です。

janusene
ヤヌセン(janusene)

 最近では、シクロヘキサンの一方の面には6つの水素、もう一方の面には6つのフッ素が結合した、「ヤヌス型シクロヘキサン」が合成され、話題を呼びました(論文)。炭素・水素・フッ素だけでできているのに異例なほど極性が高く、イオンとの強い相互作用が観測される(論文)など、両面性分子ならではのユニークな性質が明らかになりつつあります。Chem-Stationさんに解説記事がありますので、詳しくはそちらを。

cyclohexaneF6_2
cyclohexaneF6_1
all-cis-1,2,3,4,5,6-ヘキサフルオロシクロヘキサン

 そしてこのほど、「ヤヌスキューブ」と銘打たれた化合物が登場しました。群馬大学の海野雅史研究室による成果で、立方体骨格に半分ずつ違う置換基が結合したものです。

januscube
緑がケイ素、赤が酸素。
上半分にフェニル基(橙)、下半分にイソブチル基(水色)が4つずつ結合している

 立方体骨格の分子としてはキュバンがよく知られていますが、これは合成に手間がかかり、自由に置換基を入れるのも面倒です。そこで著者らは、ケイ素と酸素から成る「オクタシルセスキオキサン」という骨格を利用しました。安定で、置換基の導入もしやすいところが利点です。

 ヤヌスキューブ合成法の原理そのものはシンプルで、上半分と下半分の四角形(8員環)を別々に作り、両者を合体させる作戦です。ただし、接合に用いる上下の置換基の組み合わせには工夫を要し、Si-F結合を持ったものとSi-O-Na結合を持ったものとの取り合わせによって、収率よくキューブを得ています。

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接合のようす。黄緑がフッ素、紫がナトリウム

 置換基としてはいろいろなものを導入できそうです。また、堅牢な立方体から向きの決まった置換基が出せますので、うまく互いに引き合う置換基同士を配置すれば、さまざまな構造体を構築できそうです。たとえば筆者は、有機/無機ハイブリッドのゼオライトのようなものができないかななどと思いましたが、みなさんも使いみちを自分なりに考えてみるのも面白いのではないでしょうか。