2019 Fiscal Year Research-status Report
2つのナノ空間を有するダブルホストを利用したキラル情報の伝達と分子認識
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19K15535
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
矢崎 晃平 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (90800813)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | MOF / polyMOF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、2つのナノ空間を持つホスト分子を用いたキラル分子の内包と、構造変化によるキラル分子の認識・分離を目的とする。これまで生体内での分子認識を模倣して、様々な形状のホスト分子が報告されてきたが、既報のホスト分子は1つの空間しか有していない。それに対して、本研究では2つのナノ空間を持つホスト分子を合成した。これを拡張して、複数の空間を持つ物質としてMOFに着目し、MOFとポリマーを組み合わせたpolyMOFの構築手法の開拓に成功した。
1. ベンゼンジカルボン酸(BDC)部位を側鎖に有するポリマー配位子の合成
まず、 BDC部位を有するモノマーをウイリアムソンエーテル合成により収率86％で得た。次にカチオン重合および加水分解によりBDC部位を有するポリマー配位子の合成に成功した。得られたポリマー配位子の構造は、NMRにより決定した。
2.側鎖型ポリマー配位子を利用したpolyMOFの合成
つぎに、ポリマー配位子とZnイオンとの自己集合によりpolyMOFの合成に挑戦した。具体的には、ポリマー配位子とZn(NO3)2をDMFに溶解して、100℃で加熱することによりフィルム状のpolyMOFを得た。XRDの測定結果から、得られたpolyMOFは、MOF5と同一の構造を形成してることが明らかとなった。驚くべきことに、通常は粉末にしかならないMOFがフィルム状の形態で得ることができた。
以上の結果は、結晶形成に適さないと考えられていたポリマーを利用した場合にも結晶性のMOFを形成することを明らかにした。
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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
ダブルカプセルの研究テーマから派生して、側鎖に配位子を有するポリマーと金属イオンとの自己集合により、polyMOFの構築に成功した。得られたpolyMOFはフィルム状の形態であり、これまで成型が困難であったMOFのフィルム化を実現した。以上の結果は、New Journal of Chemistry に掲載され、さらに表紙にも採択された。
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| Strategy for Future Research Activity |
MOFは既に20,000種類が報告されているため、今後は、配位子の適応範囲の検討を行う。そして、様々な形状のMOF配位子に適用できることを実証する。具体的には、ベンゼン環の連結数を変えた長さの異なる配位子（ビフェニル, ターフェニル）を側鎖に有する配位子を合成し、これらを用いてpolyMOFの合成に挑戦する。
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| Causes of Carryover |
初年度に実験テーマをスタートした際に試薬購入費に多く使用した。一方で、ガラス器具などの消耗品の購入が少なめであったため79057円を繰り越した。繰越分は次年度の消耗品購入などに消費する予定であり、計画通り研究の遂行が可能である。
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