• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

ピラードレイヤー型多孔性配位高分子を鋳型とした高度周期性単層二次元ポリマーの創製

Research Project

Project/Area Number 13J03594
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

石渡 拓己  北海道大学, 総合化学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsネットワークポリマー / 多孔性配位高分子 / 高分子ゲル / 架橋 / 膨潤 / 二次元ポリマー / 多孔性配立高分子 / 単層薄膜 / 異方性 / 周期性
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではジカルボン酸型有機配位子、ビピリジル型ピラー配位子、及び銅イオンにより構築され、異方的な結晶構造を有するピラードレイヤー型MOFを鋳型として用い、このMOFの異方的な結晶構造中に平面的に配列したモノマー間を内部架橋することで単層の二次元ポリマーを作製することを目的として研究を行った。具体的には二点アジド基を有するターフェニルジカルボン酸有機配位子(AzTPDC、モノマー)を用いてピラードレイヤー型MOFを作製し、この結晶構造中に平面的に固定化された有機配位子のアジド基間を内部架橋することで二次元的なネットワーク構造を有する二次元ポリマーの作製を目指した。
これまでの研究にて、AzTPDC、4,4’-ビピリジル(bpy)、及び硝酸銅三水和物を用いてアジド基を異方的に有するピラードレイヤー型MOF (AzPL(bpy))を作製した。これを四点プロパルギル基を有する架橋剤を用いて架橋することで架橋されたAzPL(bpy) (CLPL(bpy))を作製し、配位結合を分解することで高分子に変換した。このようにbpyをピラー配位子として用いた場合、アジド基の存在する平面同士の距離は十分に隔離されておらず、平面間においても架橋が生じることから二次元ポリマーの作製は不可能であるが、その一方でMOFの異方性を反映した3次元的なネットワーク構造を有する高分子ゲルの作製が期待できた。実際、上述の流れで配位子間を架橋し高分子合成を行ったところ、AzPL(bpy)は高分子ゲルに変換され、得られた高分子ゲルは異方的な膨潤挙動を示した。これは得られた高分子ゲルがMOFの異方構造を反映した異方的なネットワーク構造を有していることを示す結果である。一般に、高分子ゲルは等方的な膨潤挙動を示すものが大多数であることから、作製された異方膨潤高分子ゲルは極めて特異的な物性を示したと考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (16 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Transformation of Metal-Organic Framework to Polymer Gel by Cross-L, inking the Organic Ligands Pre-organized in Metal-Organic Framework2013

    • Author(s)
      T. Ishiwata, Y. Furukawa, K. Sugikawa, K. Kokado, K. Sada
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: VOL. 135 Issue: 14 Pages: 5427-5432

    • DOI

      10.1021/ja3125614

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Structure Designing of Polymer Gels via Crystal Cross-Linking of Metal-Organic Framework2016

    • Author(s)
      ○石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      The 4rd FCC International Symposium
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-02-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Anisotropically swelling polymer gel via crystal cross-linking method2015

    • Author(s)
      ○石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      2015年度CSE夏の学校
    • Place of Presentation
      おこばち山荘(北海道小樽市)
    • Year and Date
      2015-08-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 結晶架橋法による異方膨潤 ネットワークポリマーの作製2015

    • Author(s)
      ○石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第63回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-05-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 異方的な結晶構造のMetal-organic framework を鋳型としたネットワークポリマーの合成と特異な膨潤挙動2015

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部 船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 結晶架橋法による高分子ゲルの形状と構造の制御2014

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第4回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-10-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Polyhedral polymer gels from metal-organic frameworks as templates2014

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      MOF-2014
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2014-09-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 異方的な結晶構造を有するMetal-Organic Framework を鋳型とした異方膨潤ゲルの構築2014

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-Organic Framework のエピタキシャル結晶成長を利用した立方体形状の中空高分子ゲルの作製2014

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-Organic Framework の結晶構造を反映した高分子ゲルの作製2014

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第23回有機結晶シンポジウム
    • Place of Presentation
      東邦大学習志野キャンパス(千葉県習志野市)
    • Year and Date
      2014-09-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of Polyhedral Polymer Gels from Metal-Organic Frameworks as Templates2014

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      The 3rd FCC International Symposium
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-Organic Framework を鋳型とした異方膨潤ゲルの作製2014

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第63回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-Organic Framework のエピタキシャル結晶成長を利用した中空高分子ゲルの作製2014

    • Author(s)
      石渡拓己、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第63回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-Organic Framework の結晶構造を利用した特殊構造高分子ゲルの合成2014

    • Author(s)
      石渡 拓己、小門 憲太、佐田 和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-03-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of polyhedral polymer gels by utilizing metal-organic framework as a template2014

    • Author(s)
      T. Ishiwata, K. Kokado, K. Sada
    • Organizer
      第1回リーディングプログラム国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-03-07
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-Organic Frameworkを鋳型として形状制御した高分子ゲルの作製2013

    • Author(s)
      石渡 拓己、古川 雄基、小門 憲太、佐田和己
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2013-09-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] クリック反応を用いたMetal-Organic Frameworkの配位子間架橋による多面体形状高分子ゲルの作製2013

    • Author(s)
      石渡 拓己、小門 憲太、佐田 和己
    • Organizer
      第25回万有札幌シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2013-07-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] Advances in Organic Crystal Chemistry: Comprehensive Reviews 2015, Chapter 26,“Topochemical Polymerizations and Crystal Cross-Linking of Metal Organic Frameworks”2015

    • Author(s)
      佐田和己、石渡拓己、小門憲太
    • Total Pages
      13
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi