多孔性金属錯体を用いた高分子の精密認識・分離

使用多孔金属配合物精确识别和分离聚合物

基本信息

批准号：
21H04687
负责人：
植村卓史
金额：
$ 27.29万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04687/
关键词：
多孔性金属錯体高分子分離 MOF

项目摘要

多孔性金属錯体（MOF）は、骨格内に細孔を無数に有しており、構成要素を適切に選択することで、細孔のサイズや形状、表面環境を分子レベルでデザインすることができる。特に、複数種類の有機配位子から合成される固溶体MOFでは、配位子の配合を変化させることで細孔特性を自在に調整できる。本研究では、MOFの高いデザイン性を活かし、固定相として利用した高分子化合物のカラムクロマトグラフィー法の開発を行った。これまでの研究により、ポリエチレングリコール（PEG）鎖が約0.57 nm径の一次元細孔を有するMOF (1) ([Zn2(ndc)2(ted)]n, ndc = 1,4- naphthalenedicarboxylate, ted = triethylenediamine）の細孔内へ浸入し、吸着されることがわかっている。本研究では1を固定相とするカラムを作成し、一般のHPLC装置を用いてPEGに対する保持を測定した。結果、1へのPEGの吸着に起因する明確なカラム保持が見られた。一方、[Zn2(ndc)2(ted)]nと同一の母骨格構造をとる、MOF (2)（[Zn2(bdc)2(ted)]n, bdc = 1,4-benzenedicarboxylate）やMOF (3)（[Zn2(adc)2(ted)]n, adc = 9,10-anthracenedicarboxylate）を固定相としたカラムはPEGに対し一切保持を示さないことが明らかになった。次に、配位子を様々な配合で混合した固溶体を合成し、そのカラム上におけるPEGの保持挙動を調査した。この固溶体MOFをカラムに充填し、PEGを分析したところ、中間の固溶体組成においてそれぞれ単独のMOFを充填したカラムよりも強い保持が観測された。この結果より、固溶体内部の平均細孔サイズがPEGの保持挙動に影響していると考えられる。

多孔金属配合物（MOF）在主链内有无数的孔，并且通过适当选择组件，孔径，形状和表面环境可以在分子水平上设计。特别是，在从多种类型的有机配体合成的实心溶液中，可以通过改变配体混合物来自由调节孔特性。在这项研究中，我们开发了一种用于聚合物化合物的柱色谱法，该方法利用了MOF的高可设计性。先前的研究表明，聚乙烯乙二醇（PEG）链进入并吸附到MOF（1）（[1）（[Zn2（ndc）2（TED）] N，NDC = 1,4-萘甲苯二羧酸盐，TED = TRIETHYLENEDIAMINE）中，具有一维孔。在这项研究中，制备了一条具有1的柱作为固定相，并使用典型的HPLC仪器测量针对PEG的保留率。结果，由于PEG至1的吸附而观察到明确的柱保持率。另一方面，已经发现使用MOF（2）（[Zn2（bdc）2（TED）] N，BDC = 1,4-苯甲基辅助箱）和MOF（bdc）2（ted）2（ted）2（ted）2（ted）2（ted）2（ted）2（ted）2（ted）]和mof（3）（3）（3）（adc）2（adc）2（adc）2（tecy）n，adc = teyl = aDc = teyl = aDcyr = aDc = histration n. adc，固定相具有与[Zn2（NDC）2（TED）] N相同的父骨架结构，完全没有PEG的保留。接下来，合成了固体溶液，其中将配体以各种配方混合，并研究了柱上PEG的保留行为。当将固体溶液MOF填充到色谱柱中并分析PEG时，观察到中间固体溶液组成的保留率比填充单个MOF的固定溶液更强。从这些结果中可以认为，固体溶液内部的平均孔径会影响PEG的保留行为。