細孔性ネットワーク錯体中での化学反応と内包錯体の物性検討

多孔网络络合物中的化学反应和内嵌络合物的物理性质

基本信息

批准号：
09F09242
负责人：
藤田誠
金额：
$ 1.34万
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：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

3つのピリジル基を有する三角形型有機リガンドとチオシアン酸コバルトとの錯形成により、新規な細孔性錯体を合成することに成功した。この錯体は、直径約3nmと1nmの1次元チャネルを有することがX線結晶構造解析から明らかとなった。また、この細孔性錯体内の空隙率は73%にも達することが分かった、直径が3nmの細孔には非常に大きなゲスト分子の包接が期待できるため、様々なゲストの包接を試みた。まず、フラーレンC60やポルフィリンの飽和トルエン溶液に錯体結晶を浸したところ、これら1nm程度の大きさを持つゲストが細孔内に容易に取り込まれることが吸収スペクトルや抽出実験から分かった。興味深いことに、フラーレンとポルフィリンの混合溶液からは、およそ1:1の比率で二種類のゲストが混合包接させることがHPLCによる分析から分かった。同様な手法を用いて錯体結晶を単層カーボンナノチューブ(SWCN)の懸濁液に浸したところ、僅かではあるがナノチューブのとりこみが進行し、そのゲストの存在は、抽出後の原子間力顕微鏡を用いた測定によっても確認できた。これにより、ナノチューブの直径による分取の可能性が見出せた。さらにこの錯体のゲスト包接能を向上させるべく、有機配位子の官能基化も行った。エチレングリコール鎖やアルキル鎖を配位子に導入することで、細孔内の疎水性/親水性をコントロールすることも検討した。

一种新型的多孔复合物通过将三个具有三个吡啶基的三角形有机配体与硫氰酸钴酯进行复合，从而成功合成了。 X射线晶体结构分析表明，该复合物具有一维通道，直径约为3 nm和1 nm。此外，发现这种多孔络合物中的孔隙率达到73％，并且由于预计直径为3 nm的孔被非常大的客人分子支撑，因此尝试了各种客座外壳。首先，当将复合物浸入富勒烯C60或卟啉的饱和甲苯溶液中时，是从吸收光谱和提取实验中发现的，这些客人很容易被掺入孔中。有趣的是，HPLC分析表明，富勒烯和卟啉混合溶液的混合溶液以大约1：1的比例纳入了两个客人。当将复合物浸入使用类似技术的单壁碳纳米管（SWCN）的悬浮液中时，纳米管的掺入量很小，并且在提取后使用原子力显微镜测量来确认来宾的存在。这揭示了基于纳米管的直径进行制备分离的可能性。此外，为了提高这种复合物的宾客包容能力，还进行了有机配体的功能化。我们还研究了孔内的疏水性/亲水性可以通过将乙二醇链和烷基链引入配体中来控制。