2017 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of nanoporous siloxane-based molecules and exploration of their function
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15H03879
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
下嶋 敦 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90424803)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 環状シロキサン / 自己組織化 / かご型シロキサン / ゼオライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) かご型シロキサンをビルディングブロックとした環状構造体の合成
隣接する二頂点が選択的にSi-O-C結合に変換されたかご型シロキサン(H28年度報告)を触媒存在下で加水分解することによって、Si-OH基を二つ有するかご型シロキサンを合成した。さらに、この化合物を加熱することによって、かご型シロキサンが３、４、５つ連結した環状構造体が分子間縮合によって生成することを確認し、GPCによって単離することに成功した。これらの環状構造体は結晶性ミクロ多孔体として知られるゼオライトのミクロ孔と類似した剛直な構造を有することから、選択的な吸着や分離材料としての展開が期待される。
2) 分子テンプレート法によるナノポアの創出
かご型シロキサンの１頂点にSi-O-C結合を介してかさ高い有機分子が結合した化合物(H28年度報告)をPd/C触媒存在下で水と反応させることによって、Si-O-C結合を保持したまま、7つのSi-H基をすべてSi-OH基に変換した。Si-OH基の水素結合によって分子結晶を形成した後、Si-OH基の縮合と有機基除去を行うことによって、ナノ空間を有する結晶性シロキサン材料の創出が期待できる。一方、光応答性分子であるアゾベンゼンを修飾したかご型シロキサンの自己組織化によるシリンダー状構造体の形成にも成功し、光によって開閉可能なナノポアの設計に道を拓いた。
3) 自己組織化による中空状構造体の合成
逆ミセル形成能を有する3本鎖のカチオン性界面活性剤とシリカ源の混合溶液から、溶媒揮発に伴う自己組織化によって、直径2-3 nmのシリカ-界面活性剤複合体ナノ粒子を作製することに成功した。中空構造は持たないが、自己組織化過程で様々なゲスト種を共存させることによって、粒子内部への取り込みが可能と期待される。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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