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特異な分子吸着能を示す可動型配位錯体の合理的設計指針の構築

开发具有独特分子吸附能力的移动配位配合物的合理设计指南

基本信息

批准号：
12J01280
负责人：
沼口遼平
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は吸着誘起構造転移(ゲート吸着)現象を示す柔らかな多孔性配位錯体(PCP)の合理的設計指針を構築するため, PCP合成前に入手可能な情報のみからのゲート吸着挙動予測を目的とし, 研究を進めてきた。そのために, 今年度は実在のPCPであるCPL-p1を緻密に模したAtomisticモデルの構築とその分子シミュレーションを実施し, 本系に1咋年度提案したゲート吸着挙動の温度依存性予測モデルを適用することで, この予測モデルの妥当性を検証した。CPL-p1のアルゴン包摂構造を, 初期値として含溶媒構造や溶媒脱離後の構造データを利用しつつ決定し, 温度, 圧力PCP構造の変化に伴う自由エネルギー変化の計算を行ってゲート吸着挙動を決定したところ, 実験結果をよい精度で再現可能なことが確認できた。また, 前述の予測モデルを用いてゲート吸着挙動の温度依存性を計算し, これを分子シミュレーションによる計算値と比較したところ, 本モデルがシミュレーション(=理想的実験系)の結果を十分な精度で予測可能なことが確認できた。以上の内容のうち, ゲスト分子包摂構造の推定に, PCP合成後に実験によって得た溶媒包摂構造等を用いた点は, 当初の研究目的に照らすと不十分な点であった。これは, 有機-無機ハイブリッド材料であるPCP内の結合距離や角度の振動を適切に表現できる分子力場パッケージがいまだ確立されていなかったため, 実験データを参照せずMolecular Mechanics法などを用いて構造を決定するのが困難だったことに起因する。PCPに適した力場パッケージの開発は様々なグループにより現在も続けられており, 将来的にはこの困難も解決されるものと見込まれる。以上のことから, 本研究における取組みによって, 吸着誘起構造転移を示す柔らかいPCPを合理的に設計するための重要な指針を得るという目標は, 一部課題を残してはいるものの, 十分に達成できた。

In this paper, the sorption-induced structural shift phenomenon is demonstrated, and the reasonable design guidelines for the porous ligand (PCP) are constructed. The purpose of this study is to study the possible information and sorption-induced structural shift prediction before PCP synthesis. In this paper, we propose a new method for predicting the temperature dependence of sorption, which is based on the implementation of the atomic structure and molecular system of the PCP. CPL-p1 is composed of structure, initial value, solvent structure and solvent structure after solvent separation. Temperature, pressure, PCP structure, free evolution, calculation, adsorption, determination, accuracy, reproduction possibility, confirmation. In addition, the temperature dependence of the adsorption process was calculated by using the aforementioned prediction model, and the calculation value of the molecular system was compared with that of the ideal system. The result of the prediction model was very accurate, and the prediction was possible. The above contents are based on the estimation of molecular package structure, and the application of solvent package structure after PCP synthesis is discussed. The molecular force field in organic-inorganic materials is determined by the Molecular Mechanics method. PCP is the appropriate force field for the development of the problem. In this study, we have selected a set of parameters to induce structural migration, to demonstrate flexibility, to design a reasonable PCP, and to achieve a set of important parameters.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

多孔性配位高分子が示す吸着誘起構造転移現象の温度依存性のモデル化

多孔配位聚合物吸附引起的结构转变现象的温度依赖性建模

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
R. Numaguchi;H. Tanaka;S. Watanabe;and M. T. Miyahara;沼口遼平・山本愛・杉山隼人・田中秀樹・渡邉哲・福島知宏・土方優・堀毛悟史・北川進・宮原稔
通讯作者：
沼口遼平・山本愛・杉山隼人・田中秀樹・渡邉哲・福島知宏・土方優・堀毛悟史・北川進・宮原稔

Dependence of adsorption-induced structural transition on framework structure of porous coordination polymers.