有機物と金属酸化物クラスターから構築されたサブナノ細孔空間の認識・触媒機能

有机物和金属氧化物团簇构建的亚纳米孔空间的识别和催化功能

• 批准号: 17036001
• 负责人: 小西 克明
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17036001/
• 关键词: ナノ材料; 分子認識; 結晶材料; 分離材料

本研究では、独特な酸触媒、酸化還元触媒活性をもつヘテロポリ酸と比較的サイズの大きい「有機ホスト化合物」であるカリックスアレーンを、配位相互作用をはじめとする分子間力を用いて分子レベルで複合化することにより、「多孔性(ポーラス)構造」をもつ結晶性複合固体を作製し、細孔内部の特異な空間環境下で、両コンポーネントの特性あるいは協同効果を戦略的に利用することで、新規な機能性材料、触媒を創出することを目的としている。申請者らはこれまでの研究で、4つのlower rim水酸基のうち、2つにエチルエステル性官能基を導入したカリックスアレーンナトリウム包接錯体(C2-Na)と[PM_<12>O_<40>]^<3->から構成されるイオン性複合結晶中に形成されるマイクロ細孔が、アルコール蒸気を効率的に取込むことを明らかにしている。本研究で、アルコール以外の有機ゲスト蒸気の取込みを検討したところ、ケトン、エステル、ニトリルなどの極性ゲストの取込みにおいても、高い活性を示すことを見いだした。この結果は、本複合体の細孔壁が親水性のアニオンと疎水性のカリックスアレーン部位で構成されており、両親媒的なミクロ環境を提供していること良く対応する。実際、ポリ酸アニオンが高い親和性を示す水に対しては、ほとんど取込み活性は観察されず、内部空間がどちらかといえば疎水的であることを示している。また、低極性物質の取込みにおいては、ゲストの立体的な要素が重要であることがわかった。例えば、大きさがほとんど同じであるベンゼンとシクロヘキサンでは、若干厚みが小さい前者のみが細孔内に取込まれた。またエステル置換基の大きさを微調整することで、オレフィンのシス・トランスなど既存の分離材料では困難な立体異性体の分離も可能であることがわかった。

In this study, the activity of acid catalyst and acidizing catalyst was studied. The activity of acid catalyst and acidizing catalyst was compared with that of organic compound. The coordination interaction was studied. The molecular interaction was studied. The porous structure was studied. The crystalline composite solid was prepared. The pore inside was studied under special spatial environment. The characteristics of the new functional materials and catalysts are discussed in detail below. The applicant has conducted research on the formation of fine pores and vapor efficiency in the formation of a lower rim complex crystal by introducing 4 lower rim hydro-acid groups and 2 lower rim hydro-aromatic functional groups into the complex crystal (C2-Na) and [PM_<12>O_<40>]<3->. In this study, organic compounds other than those with high activity were investigated. As a result, the pore walls of the composite are hydrophilic and hydrophilic, and the composition of the pore walls and the hydrophilic and hydrophilic environment provide a good solution. In the meantime, the water affinity is high, and the water affinity is high. The low polarity substances are selected from the three dimensional elements. For example, a large number of small holes in the middle of the hole It is difficult to separate existing materials from stereoisomers by adjusting the size of the substitution group.