Guest separation and electrophilic/nucleophilic control of metal ions by polyfluorinated coordination materials

多氟配位材料对金属离子的客体分离和亲电/亲核控制

基本信息

批准号：
21H01955
负责人：
堀顕子
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

分子包接及び吸着分離材料の開発において，分子を見分ける方法として，そのほとんどがサイズ及び極性の違いを利用している。そのため，サイズや極性が類似した化合物の分離は困難であり，工業的な分離法の確立が要請されている。本研究では，正の四重極（Qzz）を有する多フッ素置換芳香環（ペンタフルオロ及びテトラフルオロフェニル基）を導入したディスクリートな金属錯体、配位性高分子を合成することから、負の四重極を有する分子包接を目指し、以下の成果を得た。１）ペンタフルオロフェニル基を導入したディスクリートな二核金属錯体（M=Cu, Ni）がフッ素無置換の金属錯体に比べて、多種の芳香族化合物（負の四重極を有する化合物）の蒸気を優先的かつ可逆的に吸着することを見出した。２）フッ素化テレフタル酸配位子と亜鉛イオンから種々の配位性高分子を合成した。特に軸配位子をスクリーニングすることで二核金属コアを維持したまま二次元ネットワークを形成した錯体の結晶が得られた。この結晶は常温から低温において芳香族フッ素表面に囲まれた特異な一方向につながった空隙を有し、チェックCIFからもその異常性が示される特異的な結晶構造を保っている。この空隙は窒素、二酸化炭素などの棒状分子が包接するのに最適な直径であり、実際に窒素分子は0.05 p/p0相対圧においても定量的に吸着され、また保持される。さらにベンゼンはサイズ的には空隙に大きすぎるが同様に低圧側において二次元シートを拡張しながら吸着される現象を示した。３）フッ素化カリックスアレーンを基本構造とした分子性結晶を合成し、同様に小分子ガス及び蒸気吸着を明らかにした。以上のフッ素化化合物の全てにおいて、当初の計画案で示した四重極の有効性が示されている。各種結晶の構造は単結晶X線構造解析、粉末X線、各種分光分析等から明らかにした。

在分子包含和吸附分离材料的发展中，大多数区分分子的方法都被大小和极性的差异所利用。因此，很难将相似大小和极性的化合物分开，并且有必要建立一种工业分离方法。 In this study, we synthesized discrete metal complexes and coordination polymers that incorporate polyfluorine-substituted aromatic rings (pentafluoro and tetrafluorophenyl groups) with positive quadrupole (Qzz), and aimed at molecular inclusion with negative quadrupole, and achieved the following results: 1) It was discovered that discrete dinuclear metal complexes (M=Cu, Ni)与氟取代的金属络合物相比，优先和可逆地掺入五氟苯基基团的蒸气（具有负四极负的化合物）。 2）从氟邻苯二甲酸酯配体和锌离子合成各种协调聚合物。特别是，通过筛选轴向配体，在维持双核金属芯的同时获得了在二维网络中形成的复合物的晶体。该晶体具有独特的单向间隙，在室温至低温下被芳香族氟表面包围，并保持特定的晶体结构，即使从检查CIF中也显示出其异常。该空隙是要封闭的棒状分子（例如氮和二氧化碳）的最佳直径，实际上，氮分子被定量吸附并保持在0.05 p/p0相对压力的情况下。此外，苯太大而无法达到尺寸的间隙，但同样，观察到二维纸在低压侧扩张时被吸附。 3）合成了基于氟化钙的钙的分子晶体，并阐明了类似的小分子气和蒸气吸附。对于所有上述氟化化合物，显示了原始计划中显示的四极的有效性。通过单晶X射线结构分析，粉末X射线，各种光谱分析等，阐明了各种晶体的结构。

项目成果

期刊论文数量（44）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

アントラセンを導入した3種類の平面型ピリジン誘導体の合成、光反応および分光学的性質

三种掺蒽平面吡啶衍生物的合成、光反应和光谱性质

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
一杉礼央;佐々木達也;G. J. Richards;堀　顕子
通讯作者：
堀　顕子

Synthesis and Selective Guest Encapsulation in Non-porous Crystals of Perfluorinated Dinuclear Metal Complexes

全氟双核金属配合物无孔晶体的合成和选择性客体包封

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takenori Dairaku;Rika Kawai;Teppei Kanaba;Tetsuya Ono;Kentaro Yoshida;Hajime Sato;Kanako Nozawa-Kumada;Yoshinori Kondo;Jiro Kondo;Akira Ono;Yoshiyuki Tanaka and Yoshitomo Kashiwagi;野村琴広;A. Hori
通讯作者：
A. Hori

Encapsulation and crystal structure of benzophenone derivatives in the crystal of fluorine-substituted copper complexes

二苯甲酮衍生物在氟取代铜配合物晶体中的封装和晶体结构