物理刺激に応答してゲスト分子放出を制御可能な多重機能型多孔性金属錯体の創製

创建多功能多孔金属配合物，可以控制客体分子响应物理刺激的释放

基本信息

批准号：
16F16037
负责人：
北川進
金额：
$ 1.54万
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-10-07 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

活性炭やゼオライトと呼ばれる従来の多孔性材料に次ぐ第三の材料として、有機物と金属イオンからなる「多孔性配位高分子(PCP)」が非常に高い注目を集めており、現在この分野の年間論文数は2000報を超える。その中でも受入研究者は世界に先駆けて「多孔性配位高分子」の細孔構造と吸着能に注目することで、ガス吸着能を示す化合物の合成に 1997 年に世界で初めて成功し、この分野を一大領域へと発展させた。これら材料は、二酸化炭素や水素といった環境・エネルギー問題において非常に重要なガス分子の吸蔵・貯蔵・分離への応用に向けて非常に重要な材料であると世界中で注目されており、世界最大の化学会社である BASFも積極的に分野に参加し、いくつかの化合物は市販されるまでに至っている。しかしながら、PCPは結晶性固体であり不溶であるため、合成後に様々な形態にプロセッシングしたり、物性を変化させることが困難であった。そこで、PCPの有する最小細孔単位であると考えられる、内部に空間を有するケージ型分子、金属錯体多面体(Metal-organic polyhedra = MOPs)を用いた新しい化学を展開することにより、様々な物理刺激に応答して物性を変化可能な新しい多孔性金属錯体の創製を目指した。MOPs は分子であり、その集合状態は弱い分子間相互作用のみに依存していることもあり、様々な多形が存在しうる。それを利用した溶媒を用いたプロセッシングにより、同じ分子にも関わらず、集合状態を変化させることが可能であり、また細孔物性に大きく影響することを明らかにした。

作为传统多孔材料称为活性碳和沸石的第三种材料，由有机物和金属离子组成的“多孔协调聚合物（PCP）”引起了很多关注，并且该领域的论文数量超过2,000。其中，寄主研究人员是世界上第一个专注于“多孔协调聚合物”的孔结构和吸附能力的研究人员，在1997年，他们是世界上第一个成功合成具有气体吸附能力的化合物，将该领域发展为主要领域的化合物。这些材料吸引了世界各地的关注，因为对于在环境和能源问题（例如二氧化碳和氢）中的储存，存储和分离中的应用非常重要，而世界上最大的化学公司巴斯夫也积极参与了该领域，现在有些化合物正在销售。但是，由于PCP是一种结晶的固体和不溶性，因此在合成或改变其物理特性后很难将其处理成各种形式。因此，通过使用金属有机多面体（MOPS）开发新的化学性质，这是一种内部空间的笼子型分子，被认为是PCP的最小孔单位，我们旨在创建一种新的多孔金属络合物，可以根据各种物理刺激来改变物理特性。拖口是分子，其组装状态可能仅取决于弱分子间相互作用，并且可能存在各种多晶型物。据揭示，使用溶剂的处理，该溶剂尽管具有相同的分子，但可以更改装配状态，并且对孔特性具有显着影响。