2019 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular arrangement control and function development utilizing one-dimensional porous coordination polymers based on Metalloporphyrin
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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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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 多孔性配位高分子 / 水熱合成法 / 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 |
これまでに合成法を確立したトランス位に4-ピリジル基をもつポルフィリン3種に加え、新たに4種のポルフィリン1(= transDPyp-ClDPP), 2(= transDPyp-BrDPP), 3(= transDPy-OHDPP), 4(=transDPyD3-Py)を合成し、Mnイオンを用いた溶媒熱合成の条件検討によって、本研究の目的とする一次元ナノチャネルを有する多孔性配位高分子化合物transDPyp-ClDPP_Mn, ransDPyp-BrDPP_Mn, transDPy-OHDPP_Mn, transDPyD3-Py_Mnを得た。 transDPy-OHDPP_Mn, transDPyD3-Py_Mnのナノチャネル内にはいずれも水分子が包接されており、空孔方向に一次元に水素結合した一次元鎖を形成していた。この水分子の一次元鎖の水素結合様式は、ナノチャネル内部の環境によって異なった。一方、一次元空孔内部がより疎水性であるtransDPyp-ClDPP_Mn, ransDPyp-BrDPP_Mnでは、空孔内部への水分子の取り込みは見られなかった。
空孔内部に水分子を包接した transDPy-OHDPP_Mn, transDPyD3-Py_Mnについて示唆熱測定、熱重量測定を行い、両者のナノチャネル構造が350℃付近まで安定に存在すること、加熱により空孔内の水分子が脱離し、冷却により空気中の水分子を再吸着すること、この吸脱着仮定はくりかえし再現性があることを明らかにした。さらに水分子の吸脱着挙動は、空孔内部を向く置換基の種類すなわち空孔内部の環境によって異なることが分かった。
また、一次元ナノチャネルの空孔サイズの拡大を目的として、トランス位に4-ピリジルフェニル基をもつポルフィリンを合成し、Mnイオンを用いた溶媒熱合成による遷移金属錯体の合成を試みた。
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