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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01955/
• 关键词: 無機化学; 分子認識; 金属錯体; ガス吸着; 四重極モーメント; 分子性結晶; 結晶構造解析

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。

Molecular inclusion and び sorption separation material の open 発 に お い て, molecular を see points け る method と し て, そ の ほ と ん ど が サ イ ズ and び polarity の violations い を using し て い る. そ の た め, サ イ ズ や が similar polarity し separations の た は difficult で あ り, industrial separation by な の が want to please さ れ て い る. This study で は is の quad (Qzz) を has extremely す る more フ ッ element substitution aromatic ring (ペ ン タ フ ル オ ロ and び テ ト ラ フ ル オ ロ フ ェ ニ ル) を import し た デ ィ ス ク リ ー ト な misprinted, coordination polymer を metal す る こ と か ら, negative の quad pole を a す る molecular inclusion を refers し, the following の を た. 1) ペ ン タ フ ル オ ロ フ ェ ニ ル base を import し た デ ィ ス ク リ ー ト な nuclear misprinted with metal (M = Cu, Ni) が フ ッ element without replacement の metal misprinted に than べ て, multiple の aromatic compounds (negative の quad pole を a す る compound の steamed 気 を priority か つ reversible に sorption す る こ と を shows し た. 2) フッ conjugation of テレフタ を acid coordination sites と亜 lead <s:1> <s:1> ら ら ら 々 <s:1> coordinating macromolecules を synthesis of た た. , に axial ligand を ス ク リ ー ニ ン グ す る こ と で two nuclear metal コ ア を maintain し た ま ま secondary yuan ネ ッ ト ワ ー ク を form し た misprinted の crystallization が must ら れ た. こ の crystallization は room temperature か ら cryogenic に お い て aromatic フ ッ element surface に 囲 ま れ た specific な direction に つ な が っ た gap を し, チ ェ ッ ク CIF か ら も そ の abnormal sexual が shown さ れ る specific な crystal structure を bartender っ て い る. こ の gap は smothering element, two acidification carbon な ど の rod-shaped molecules が inclusion す る の に optimum diameter な で あ り, be interstate に smothering molecule は 0.05 p/p0 phase 圧 seaborne に お い て も quantitative に sorption さ れ, ま た keep さ れ る. さ ら に ベ ン ゼ ン は サ イ ズ of に に は gap big き す ぎ る が with others in low に 圧 side に お い て secondary yuan シ ー ト を company, zhang し な が ら sorption さ れ を る phenomenon in し た. 3) フ ッ element change カ リ ッ ク ス ア レ ー ン を basic construction と し た molecular crystal を synthetic し, with others in small molecules に ガ ス and steaming び 気 sorption を Ming ら か に し た. The above <s:1> フッ conjugated compounds are all てにお て て て, and the original <s:1> project plan で shows that the <s:1> た quadrupole <s:1> is effective が and されて る る る. Various crystalline <s:1> structures 単 単, X-ray structure analysis of crystals, powder X-rays, various spectrophotometric analyses, etc. ら ら clarity ら に に た た.

项目成果

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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2021
• 作者: H. Kobayashi;Y. Ikumura;A. Hori
• 通讯作者: A. Hori

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

• 发表时间: 2021
• 作者: 一杉礼央;佐々木達也;G. J. Richards;堀 顕子
• 通讯作者: 堀 顕子

Crystal structure and molecular recognition of dinuclear and their 2D sheet-like Zn(II) complex using fluorinated carboxylic acid

使用氟化羧酸对双核及其二维片状 Zn(II) 配合物的晶体结构和分子识别

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Jitsukata;A. Hori
• 通讯作者: A. Hori

9-エチニルアントラセンを有するピリミジンおよびピリジン誘導体の合成と分光学的性質

9-乙炔蒽嘧啶及吡啶衍生物的合成及光谱性质

• 发表时间: 2022
• 作者: 川村樹生;一杉礼央;G. J. Richards;堀 顕子
• 通讯作者: 堀 顕子