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多孔性金属錯体を利用した高分子末端の厳密認識・分離・選択的反応法の開発

使用多孔金属配合物开发聚合物末端的严格识别、分离和选择性反应方法

基本信息

批准号：
22KJ0643
负责人：
水谷凪
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年度開発した、ポリエチレングリコール(PEG)存在下でMOFの合成を行うことによる包接手法のメカニズム解明、及び得られた複合体の詳細な構造の調査を行った。PEGの代わりに、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)およびポリ4-ビニルピリジン(PVP)存在下でのMOFの生成を試みた。すると、PMMA存在下ではMOFは生成するが、PMMAが細孔へ包接されず、PVP存在下では結晶性の良いMOFが得られないことが判明した。また、MOFが通常生成しない室温条件でも同様の実験を行ったところ、PEG存在下でのみ室温条件でも結晶性の良いMOFが得られた。このことから、PEGとMOFの金属イオンの程よい相互作用が、MOFの結晶成長促進及びPEG包接に寄与したと考えられる。また、得られたMOF/PEG複合体の構造をIR、窒素吸着測定及びPXRDで詳細に調べたところ、MOFに欠陥構造やメソ孔は存在せず、MOFが元来有する細孔にPEGが取り込まれていることがわかった。本成果は、Chem. Commun.誌へと掲載された。また、これまでに、MOFを利用した高分子末端構造の認識手法を開発してきたが、本年度は、認識対象の拡大を目的として、高分子主鎖上の構造異性に取り組んだ。PEGの主鎖中央にフェニル基を有し、その結合位置が異なる三種類の構造異性体について、MOF充填カラムを一般のHPLC装置に取り付けたシステムを用いてそれぞれ分析したところ、明確な保持時間の違いを観測できた。フェニル基周辺の立体障害の違いよりMOF細孔への浸入速度にも違いが生じたためだと考えられる。さらに、高分子形状に基づく分離に向け、Stanford大Yan Xia研にて、彼らの開発したCANALラダー高分子の重合法を学んだ。さらに、CANALラダーオリゴマーの形状によりMOFへ浸入する速度が異なることを示唆するデータを得た。

This year, we started to investigate the synthesis of MOF in the presence of PEG, and the detailed structure of MOF complexes was investigated. The formation of MOF was tested under the presence of PEG and PMMA. In the presence of PMMA, MOF is not formed, PMMA is surrounded by fine pores, and PVP is not crystalline. MOF is usually produced under room temperature conditions and is crystalline in the presence of PEG. The interaction between PEG and MOF, the promotion of MOF crystal growth and PEG inclusion The structure of MOF/PEG complex was characterized by IR, elemental sorption assay and PXRD. The structure of MOF/PEG complex was characterized by IR, elemental sorption assay and PXRD. This paper is published in Chem. Commun. This year, we have developed new methods for understanding polymer terminal structure, and we have developed new methods for understanding polymer terminal structure. PEG's main lock center has different binding positions, three types of structural heteromorphs, MOF filling system, and general HPLC equipment. The three-dimensional barrier at the base of the MOF is in violation of the penetration speed of the MOF. Today, the polymer shape is based on the separation direction, Stanford University Yan Xia Research Institute, the development of CANAL class polymer recombination method The shape of CANAL is different from that of MOF.