分子吸着能を外場(光、電場、磁場)により制御する多孔性結晶の構築

• Project/Area Number: 09874146
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 機能・物性・材料
• Research Institution: Kyoto University (1998-1999); Tokyo Metropolitan University (1997)
• Principal Investigator: 北川 進 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20140303)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 満 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80254142) ; 松坂 裕之 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (50221586)
• Project Period (FY): 1997 – 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1999: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1998: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 1997: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 多孔性配位高分子 / バナジル錯体 / ミクロチャンネル / 小分子吸着 / 可逆的構造変化 / 配位高分子 / チャンネル構造 / 三次元構造 / 多孔性化合物 / 金属錯体集積体 / チャンネル骨格 / 三次元ポリマー / ガス吸着 / メタン吸着

Research Abstract

外場により、その構造、及び電子状態が変化する多孔性配位高分子としてバナジルユニットを骨格に有するネットワークを構築し、その結晶構造を明らかにした。硫酸バナジウムと4、4'-ビピリジルジスフィド(dpds)を注意深く反応させることにより、ポリバナジル酸がdpdsで連結された配位高分子化合物{(H_2dpds)_2[V_<10>O_<26>(OH)_2]・10H_2Oを得た。単結晶構造解析の結果、この化合物はバナジル基を含む10核アニオンユニットがH_2dpdsカチオンで一次元的に連結された構造を有する。さらに、それらの集積構造は2x4Aのミクロチャンネルを有することが明らかとなった。これは3核以上の多核ユニットがミクロチャンネル器壁に接触した構造を有する配位高分子の最初の合成例である。また、ピラードレイヤー構造タイプを有する新規三次元多孔性配位高分子として、[Cu_2(pzdc)_2(dpyg)]の合成と構造決定に成功した。単結晶構造解析の結果、この化合物も小分子の取り込みに有用なミクロチャンネルを有していることが明らかとなった。さらに、チャンネル内部に取り込まれているゲスト分子の出し入れに伴いチャンネルサイズが可逆的に変化することが確認された。この様に配位結合で連結した三次元骨格の可逆的な構造変化は、これまでに無い新しいタイプの化合物である。以上、本研究では、外場駆動に必要なバナジル部位を有する配位高分子、及びミクロチャンネルのサイズ、構造を合理的に構築しうる手法の開発と、それに基づくピラー型多孔性配位高分子の合成と構造決定に成功した。

Research Products

• [Publications] Kondo,Kitagawa 他: "Rational Synthesis of Stable Channel-like Cavities with Methane Gas Adsorption Properties : [Cu2(pzdc)2(L)]n(pzdc=pyrazine-2,3-dicarboxylate ; L=a pillar ligand)"Angew.Chem.Int.Ed.Engl.. 38. 140-143 (1999)
• [Publications] Okubo,Kondo,Kitagawa 他: "A-New Anion-Trapping Radical Host,[(Cu-dppe)3{hat-(CN)6}]2+"Angew.Chem.Int.Ed.Engl.. 38. 931-933 (1999)
• [Publications] Noro,Kondo,Kitagawa 他: "Synthesis and Structure of New Iron(II)Complex,{(4,4'-bpyH2)[Fe3(4,4'-bpy)3(SO4)4(H2O)6]10H2O}n,(4,4'-bpy=4,4'-bipyridine).Three-Dimensional Network with Microporous Channels"Chem.Lett.. 727-728 (1999)
• [Publications] Kondo,Kitagawa 他: "Extended Linear Structure of Decavanadate Linked by Protonated N.N'-Dipyridyldisulfide,{(H2dpds)2[V10O26(OH)2(H2O)4]4H2O}n(dpds=4,4'-Dipyridyldisulfide)"Chem.Lett.. 291-292 (1999)
• [Publications] Kondo,Kitagawa 他: "New Coordination Network of [Cd2(bpob)3(NO3)4]n(bpob=1,4-bis(4-pyridoxy)benzene)Constructed from two Structural Isomers of the Ligand"J.Inorg.Mater.. 1. 73-75 (1999)
• [Publications] Noro,Kondo,Kitagawa 他: "Syntheses and Crystal Structures of Fe Coordination Polymers with 4,4'-Bipyridine(4,4-bpy)and 4,4'-Azopyridine (azpy).Two-Dimensional Networks Supported by Hydrogen Bonding"J.Chem.Soc.,Dalton Trans.. 1569-1574 (1999)
• [Publications] S.Kitagawa 他4名: "Novel Ligand-Unsupported Diruthenium Compounds,[Ru2(Cl4Cat)4]n-(Cl4Cat=tetrachlorocatecholate;n=2 and 3)" J.Am.Chem.Soc.120. 455-456 (1998)
• [Publications] S.Kitagawa and M.Kondo: "Functional Micropore Chemistry of Crystalline Metal Complex-Assembled Compounds" Bull.Chem.Soc.Jpn.(Accounts). 71. 1739-1753 (1998)
• [Publications] S.Kitagawao 他8名: "Rational Synthesis of Stable Channel-like Cavities with Methane Gas Adsorption Properties:[Cu2(pzdc)2(L)]n(pzdc=pyrazine-2,3-dicarboxylate;L=a pillar ligand)" Angew.Chem.Int.Ed.Engl.38. 140-143 (1999)
• [Publications] M.Kondo,M.Matsuzaka S.Kitagawa 他2名: "Novel 3-D Framework with Channeling Cavities for Small Molecules.{〔M_2(4,4′-bipyridine)_3(NO_3)_4〕・xH_2O}n(M=Co,Ni,and Zn)" Angew.Chem.Int.Ed.Engl.36. 1725-1727 (1997)
• [Publications] M.Kondo,M,Matsuzaka S.Kitagawa 他4名: "Novel Amido-Bridged Dinuclear Iridium(III) and Iridium Complexes.Synthesis and Characterization of 〔Cp^*Ir(μ_2-NHC_6H_4R-p)_3IrCp^*〕Cl etc." Organometallics. 16. 4515-4516 (1997)
• [Publications] M.Kondo,S.Kitagawa 他3名: "Novel Ligand-Unsupported Diruthenium Compounds,〔Ru_2(Cl_4Cat)_4〕^<n->,(Cl_4Cat=tetrachlorocatecholate;n=2 and 3)" J.Am.Chem.Soc.120. 455-456 (1998)