実験的推論によらない配位高分子における無限自己集積構造の形成過程の理論的解明

不依赖实验推理的配位聚合物中无限自组装结构形成过程的理论阐明

• 批准号: 21K18970
• 负责人: 土方 優
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18970/
• 关键词: 自己集積; 理論計算; 多孔性配位高分子; 配位高分子

本研究課題では金属イオンと有機配位子から構築される配位高分子の複雑な自己集積過程を理論的網羅探索によって解明することを目的とし、本年度は１. 亜鉛イオン、ケイ素フッ化物アニオン、窒素系有機配位子からなる配位高分子の共通要素であるビルディングユニットの自己集積過程の解明、および2. 二価金属イオン、カルボキシレート配位子、窒素系有機配位子からなる金属二核錯体のビルディングユニットの集積過程の解明とその金属依存性を明らかにすることを目的に研究を進めた。1については、錯体の平衡過程（有機配位子が金属に配位したり離れたり）を繰り返している中間状態を経て、骨格形成へとつながるエネルギー障壁を超え、期待される骨格構造の形成が進んでいることを明らかにすることに成功した。この過程は、これまで多孔性配位高分子合成の実験分野で言われてきた直感的理解を理論的に示したと言える結果である。今回対象とした骨格は室温で容易に合成されており、計算結果においてもほとんどの反応過程においてわずかなエネルギー障壁しかなく、容易に反応が進行することが確認できた。この成果は、理論計算による集積過程の網羅的探索による反応過程を明らかにした初めての論文として報告することができた。2については、前年度に問題となっていた脱プロトン過程について、入力構造から脱プロトン化した構造を用いることで解決し、対象として亜鉛イオンと銅イオンによるビルディングユニットの形成過程の解明に取り組んだ。銅イオンでは安定である中間体構造が亜鉛イオンでは不安定な構造で崩れてしまう計算結果が得られ、同じビルディングユニットであっても形成過程が異なる可能性があること明らかにした。来年度は本計算を進め、各々の形成過程を明らかにする。

This research topic is to explore the theoretical network of the complex aggregation process of coordination polymers from metal to organic ligands. The explanation of the aggregation process of lead, phosphorus and phosphorus compounds, which are common elements of coordination polymers and organic ligands, is presented. The purpose of this study is to clarify the aggregation process of metal dinuclear ligands and their metal dependence. 1. The equilibrium process of the complex (organic ligand and metal ligand) is stable and successful. The process of synthesis of porous coordination polymers is discussed in detail in terms of theoretical results. Now the image is easy to synthesize at room temperature, the calculation results are easy to process, the process is easy to process, and the process is easy to confirm. The results of this paper are as follows: (1) Theoretical calculation,(2) Exploration of aggregation process,(3) Analysis of aggregation process,(4) Analysis of aggregation process,(5) Analysis of aggregation process,(6) Analysis of aggregation process,(7) Analysis of aggregation process,(8) Analysis of aggregation process,(9) Analysis of aggregation process,(10) 2. The problem of the previous year is that the process of detachment is complicated, the structure of force is complicated, the structure of detachment is complicated, and the formation process of detachment is complicated. The calculation results show that the intermediate structure of copper is stable, and the formation process of copper is different. In the coming year, the calculation of the cost will be carried out, and the formation process of each will be clarified.

项目成果

Absorption spectra of calix[3]pyrrole analogs as probes for contracted macrocycles

杯[3]吡咯类似物作为收缩大环探针的吸收光谱

• DOI: 10.1142/s1088424622500754
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Porphyrins and Phthalocyanines
• 影响因子: 1.5
• 作者: Watanabe Keita;Saha Ranajit;Inaba Yuya;Manabe Yumehiro;Yoneda Tomoki;Ide Yuki;Hijikata Yuh;Inokuma Yasuhide
• 通讯作者: Inokuma Yasuhide

A Computational Study on the Early-Stage Self-Assembly of the SIFSIX-3-Zn Metal-Organic Framework

SIFSIX-3-Zn金属有机骨架早期自组装的计算研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Bastian Bjerkem Skjelstand;Yuh Hijikata;Satoshi Maeda
• 通讯作者: Satoshi Maeda

Toward calix[2]-type macrocycles: Synthesis and structural analysis of cyclic tetraketone and highly strained?furanophane

面向杯[2]型大环化合物：环四酮和高张力呋喃芬的合成和结构分析

• DOI: 10.1142/s1088424623500189
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Porphyrins and Phthalocyanines
• 影响因子: 1.5
• 作者: Sano Taichi;Sun Yuhua;Mukai Taichi;Inaba Yuya;Yoneda Tomoki;Ide Yuki;Pirillo Jenny;Hijikata Yuh;Inokuma Yasuhide
• 通讯作者: Inokuma Yasuhide

Unprecedented highly efficient photoluminescence in a phosphorescent Ag(I) coordination polymer

磷光 Ag(I) 配位聚合物中前所未有的高效光致发光

• DOI: 10.1039/d3cc00179b
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemical Communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: Yoshino Haruka;Saigo Masaki;Miyata Kiyoshi;Onda Ken;Pirillo Jenny;Hijikata Yuh;Kosaka Wataru;Miyasaka Hitoshi
• 通讯作者: Miyasaka Hitoshi

The University of Texas at Austin(米国)

德克萨斯大学奥斯汀分校（美国）