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多孔質単結晶中に生成する特異的低分子凝集構造の厳密観測

严格观察多孔单晶中生成的特定低分子聚集体结构

基本信息

批准号：
17036056
负责人：
高見澤聡
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Yokohama City 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-17036056/
关键词：
分子性固体金属錯体多孔質固体結晶構造自己組織化

项目摘要

本研究は、単結晶形状を保ったまま様々なガス状ゲストを吸脱着できる単結晶多孔質固体を用い、ガス吸着現象を媒介として結晶中にゲストを配列させて単結晶X線構造解析によって状態観測する手法の開拓を行いつつ、同時に配位空間のホスト特性を構造化学的に明らかにしようとするものである。CO_2やO_2の包接結晶については報告済みであるが、これらは低温でのガス吸着構造であり、厳密には凍結構造と位置づけられるべきものであった。一方、相対的に高温ではガス吸着平衡状態が期待できる。そこで、室温高圧下(13MPa)のメタン吸着構造の直接決定を行った。その結果、メタン分子が結晶内微小空間の狭い部分に特異的に吸着しており、有機骨格で囲まれた空間に対するメタンの高い親和性が明らかとなった。球状のメタン分子は固体中でも回転し易いため、重心を結晶周期に沿わせつつもランダムな分子配向をとった"包接柔粘性結晶(inclusion plastic crystal)"を生成しているものと思われる。周囲のメタンは超臨界状態にあり、これは超臨界ガスの吸着平衡構造の観測例である。また、水素ガスの吸着貯蔵が最近注目されており、配位空間中での水素ガス吸着構造の観測は重要である。水素分子は分子径が2.4Åときわめて小さいが、本安息香酸ピラジン錯体結晶の最も狭い部位の径と同程度であり、ホスト-ゲスト相互作用が顕著に吸着状態に反映される可能性があった。大気圧下90Kでの単結晶X線構造解析から、弱くコンタクトした水素分子の2量体と思われる構造が観測された。これは結晶内微小空間による吸着状態安定化による水素の様な僅少の質量のガスの高密度吸着の可能性を示唆している。さらに、より複雑な包接状態が期待できるアルコール蒸気吸着では水素結合により会合したエタノール二量体の選択的生成が確認された。ホストの固体構造変化によるチャンネル構造の柔軟性とゲスト問の水素結合による会合体の生成により包接結晶が安定化されていると思われる。直鎖飽和1価アルコールについてメタノールからn-ペンタノールまで蒸気吸着による包接結晶構造を調べたところ、n-プロパノール以上では分子間水素結合は見られず、孤立した分子として観測され、ゲスト分子構造特性とゲスト凝集状態の相関が見られた。

In this study, the shape of single crystal is preserved, the state of single crystal is determined, the adsorption phenomenon is mediated, the crystal is arranged, the X-ray structure analysis of single crystal is performed, and the characteristics of coordination space are analyzed. CO_2 and O_2 inclusion crystals are reported to be adsorbed at low temperatures and frozen at high temperatures. A party, the opposite of the high temperature, the adsorption equilibrium state, the expectation. Direct determination of sorption structure at room temperature and high pressure (13MPa). As a result, the molecules in the crystal have a high affinity for specific adsorption in the narrow space, and the organic structure has a high affinity for space. Spherical molecules in solids are formed along the molecular alignment of inclusion plastic crystals. A measurement example of adsorption equilibrium structure in supercritical state is given. The adsorption and storage of water element in coordination space is of great importance. The molecular diameter of water molecule is 2.4 μ m, and the diameter of the narrowest part of the complex crystal of benzoic acid is the same as that of water molecule. X-ray structural analysis of single crystals at 90K under high pressure and weak temperature This shows the possibility of high density adsorption of water in the small space of the crystal. In addition, the formation of the two molecules is confirmed by the absorption of water and the formation of the two molecules. The structure of solid state is changed, the flexibility of the structure is changed, the hydration is changed, the formation of the assembly is changed, the crystallization is changed, and the stability of the assembly is changed. Direct locking saturation of the molecule, molecular structure and aggregation state of the molecule