2017 Fiscal Year Research-status Report
ポルフィリン配位高分子ナノチャネルへの分子導入・配列制御に基づく新規機能開拓
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16K05756
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| Research Institution | Josai University |
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Principal Investigator |
秋田 素子 城西大学, 理学部, 教授 (30370125)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 配位高分子化合物 / 溶媒熱合成 / ポルフィリン / 包接体 / ナノチャネル構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
meso位にフェニル基または4-ピリジル基を導入した6種のポルフィリン（TPP, MPyTPP, cisDPyDPP, transDPyDPP, TPyMPP, TPyP）を合成し、溶媒熱合成法・;直観拡散法を用いてそれらの遷移金属錯体の合成を行った。trans位にピリジル基を有するtransDPyDPP, TPnMPP, TPyPとCo, Mnイオンを用いた溶媒熱合成によって本研究の目的とする一次元ナノチャネルを有する配位高分子化合物が得られた。単結晶X線結晶構造解析により、ナノチャネル内に取り込まれた溶媒分子を含めた構造決定を行った。このうちtransDPyDPP_Co, transDPyDPP_Mn, TPnMPP_Mn, TPyP_Co, TPyP_Mnが本年度得られた化合物であり、TPnMPP_Mnは新規化合物であった。得られた一次元ナノチャネルを持つ配位化合物の熱測定により、ナノチャネルの内側に6つのピリジル基が向いているTPyP_Mnと6つのフェニル基が向いているtransDPyDPP_Mnでは空港内部に取り込まれた溶媒の脱離・再吸着の挙動がことなり、ポルフィリンの置換基を変える事により空港内部の性質が変化する事が明らかになった。またTPyP_Coは溶媒熱合成により作製した直後は空港内部に溶媒のエタノールと水が取り込まれているが、加熱して溶媒を脱離させた後空気中の水分子を吸着させることにより一次元空孔内部に水分子が水素結合で連なった水分子のナノチューブが形成されることが分かった。またtrans位にピリジル基を有するtransDPyDPP, TPnMPP, TPyPの合理的な合成方法を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度までに一次元ナノチャネル内にフラーレンを取り込んだ超分子構造体を得ることを目標としていたが、現在超分子構造体の作製に用いる配位子であるポルフィリン(5.15-PyP）の合成が終了し、ポルフィリン共存下溶媒熱合成・拡散法による単結晶作製の条件を検討している段階である。ただし、本年度trans位にピリジル基を有するポルフィリンの合成法の確立ができたので、今後の配位子供給には問題は無いと考えられる。またポルフィリンーフラーレンの共結晶、フラーレン単体が一次元に配列した結晶も得られており、研究課題はおおむね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
一次元ナノチャネル構造体内部に溶媒を包接したtransDPyDPP_Co, transDPyDPP_Mn, TPnMPP_Mn, TPyP_Co, TPyP_Mnのうち、主に水を含んだ化合物について単結晶での誘電率の測定を研究協力者と協同して行う。また、フラーレンを一次元ナノチャネル内に配列させた配位高分子を得る為に、meso四置換体であるtransDPyDPP, TPnMPP, TPyP, TPyPよりも大きな空孔を形成すると思われる5,15-ビスピリジル置換体5.15-PyP（本年度合成法を確立）を大量合成し、フラーレン共存下溶媒熱合成法・拡散法を行うことにより、配位高分子で形成された一次元ナノチャネル内にフラーレンが配列した超分子構造体の構築を目指す。得られた金属ポルフィリンーフラーレン構造体の構造を単結晶構造解析により明らかにし、またそれらの電気化学的性質を研究協力者と協同して行う。
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| Causes of Carryover |
次年度使用学が生じた理由：研究代表者が入院を要する病気疾病を罹患しため研究に主体的に関わる事ができない時期があり、新規反応を用いる配位子合成実験等を効率的に進める事ができず、当初の予定よりも研究の進行が遅れているため。
使用計画：本年度合成法を確立した配位子合成の大量合成に必要な試薬の購入・フラーレン類の購入に物品費を使用する。また4回の学会参加発表に旅費を使用する。
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