Development of Supramolecular Nanoreactors Using Spatially Controllable Organic Porous Materials

空间可控有机多孔材料超分子纳米反应器的开发

• 批准号: 20H02548
• 负责人: 藤内 謙光
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02548/
• 关键词: 多孔質材料; 電荷補助型水素結合; 自己組織化; ナノリアクター; 触媒反応; 多孔質構造; 超分子

本研究では、まず複数の有機分子により階層的に巨大な超分子複合体を作成する。さらに超分子複合体を自律的に組み上げることによって、デザイン可能なナノ空間を有する超分子多孔性物質を構築する。このような多孔性物質のナノ空間表面を化学修飾し、触媒金属を配位することで精緻にコントロールされた反応場を創出し、物理刺激（光、熱）を印加することにより高度に制御された超分子ナノリアクターを創製することを目的とする。第３年度も設計指針通り、酸塩基反応によって複数種からなる巨大な超分子複合体を作成し、階層的にそれらを集積させ、触媒金属を担持させることによって一連の触媒機能性多孔質有機塩の構築を確立することを目指した。一方で多孔質構造の空間表面修飾を目的として、嵩高いアミンであるトリフェニルメチルアミンに様々な元素や置換基を導入し、それらを空間表面に露出させることで、空間環境の制御を試みた。テトラスルホビフェニルメタンとの組み合わせにおいては、置換した元素に応じてガス吸着特性を大きく変化させることに成功した。このようなガス吸着特性の変化と選択性をセンシング材料へと応用した。発光性を有する多孔質構造を構築し、空孔サイズを制御することにより、アンモニアに対してppbオーダーで選択的に検知できる高性能、高感度センシングデバイスを創成することができた。このセンシングデバイスは、一般的な半導体センサーでは見分けがつかないメチルアミンに対しても、空孔による分子ふるい効果によって極めて高選択的に検知することが可能である。

In this study, the に huge な supramolecular complex を at the で で and まず levels of complex <s:1> organic molecules によ and する levels was fabricated into する. さ ら に supramolecular complexes を に group of self-discipline on み げ る こ と に よ っ て, デ ザ イ ン may な ナ ノ space を have す る supramolecular porous material を build す る. こ の よ う な porous material の ナ ノ を space surface chemical modification し, catalytic metal を ligand す る こ と で delicate に コ ン ト ロ ー ル さ れ た を makes し 応 field, physical stimuli (light, heat) を Inca す る こ と に よ り highly に suppression さ れ た supramolecular ナ ノ リ ア ク タ ー を created す る こ と を purpose と す る. Annual も design 3 pointer り, acid salt base 応 に よ っ て plural kinds of か ら な る huge な supramolecular complexes を make し, class に そ れ ら を set product さ せ catalyst metal を bear hold さ せ る こ と に よ っ て for の catalytic functional porous organic salt の build を establish す る こ と を refers し た. Party で purpose の space surface modification を porous structure と し て, high fleabane い ア ミ ン で あ る ト リ フ ェ ニ ル メ チ ル ア ミ ン に others 々 な element や replacement base を import し, そ れ ら を space surface に show さ せ る こ と で, space environment の suppression try を み た. テ ト ラ ス ル ホ ビ フ ェ ニ ル メ タ ン と の group み close わ せ に お い て は, replacement し た element に 応 じ て ガ ス sorption characteristics を big き く variations change さ せ る こ と に successful し た. <s:1> ようなガス ようなガス adsorption property <s:1> change と select 択 property をセ <s:1> シ シ グ グ グ グ グ グ へと応 materials へと応 use <s:1> た. 発 optical を have す る を build し porous structure, empty hole サ イ ズ を suppression す る こ と に よ り, ア ン モ ニ ア に し seaborne て PPB オ ー ダ ー で sentaku of に 検 know で き る high-performance, Gao Gan セ ン シ ン グ デ バ イ ス を chuang cheng す る こ と が で き た. こ の セ ン シ ン グ デ バ イ ス は, general な semiconductor セ ン サ ー で は see points け が つ か な い メ チ ル ア ミ ン に し seaborne て も, empty hole に よ る molecular ふ る い unseen fruit に よ っ て extremely め て high sentaku に 検 know す る こ と が may で あ る.

项目成果

The regioisomeric effect on the excited-state fate leading to room-temperature phosphorescence or thermally activated delayed fluorescence in a dibenzophenazine-cored donor?acceptor?donor system

二苯并吩嗪核供体-受体-供体系统中激发态命运的区域异构效应导致室温磷光或热激活延迟荧光

• DOI: 10.1039/d1tc05730h
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Materials Chemistry C
• 影响因子: 6.4
• 作者: Hosono Takumi;Decarli Nicolas Oliveira;Crocomo Paola Zimmermann;Goya Tsuyoshi;de Sousa Leonardo Evaristo;Tohnai Norimitsu;Minakata Satoshi;de Silva Piotr;Data Przemyslaw;Takeda Youhei
• 通讯作者: Takeda Youhei

アダマンタン骨格を持つテトラスルホン酸と修飾トリチルアミンによる多様な多孔質構造と内包化合物のりん光特性

金刚烷骨架四磺酸和改性三苯甲基胺包封化合物的多样多孔结构和磷光特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 施 宏居;藤内 謙光
• 通讯作者: 藤内 謙光

Deciphering the behavior of a new MOF and its composites under light at ensemble and single crystal levels: relevance to its photonic applications

• DOI: 10.1039/d1tc01104a
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Materials Chemistry C
• 影响因子: 6.4
• 作者: E. Gomez;Daisuke Yasumiya;N. Tohnai;M. Moreno;B. Cohen;Ichiro Hisaki;A. Douhal

3,11‐Diaminodibenzo[a,j]phenazine: Synthesis, Properties, and Applications to Troger's Base‐Forming Ladder Polymerization

3,11-二氨基二苯并[a,j]吩嗪：合成、性质及其在 Troger 碱基形成阶梯聚合中的应用

• DOI: 10.1002/chem.202202702
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemistry A European Journal
• 作者: Izumi Saika;Inoue Keiki;Nitta Yuya;Enjou Tomoya;Ami Takahiro;Oka Kouki;Tohnai Norimitsu;Minakata Satoshi;Fukushima Takanori;Ishiwari Fumitaka;Takeda Youhei
• 通讯作者: Takeda Youhei

高フッ素化アミンと四面体型テトラスルホン酸による超分子多孔質構造のパーフルオロ空間とその物性

高氟化胺与四面体四磺酸组成的超分子多孔结构中的全氟空间及其物理性质

• 发表时间: 2021
• 作者: 網貴裕;藤内謙光
• 通讯作者: 藤内謙光