ナノポアを有するシロキサン系分子合成と機能開拓

• 研究課題/領域番号: 15H03879
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 下嶋 敦 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90424803)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: シリカ / ナノ空間材料 / 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 / 膜分離 / シロキサン

研究成果の概要

本研究では、分子内にナノレベルの空間を有する新しいシロキサン系分子を創出し、その内部空間を活かした応用展開について検討した。大環状シロキサンにアルコキシシリル基を導入し、加水分解・重縮合反応によって環構造を保持したシロキサン材料を作製し、ガス分離膜として機能することを示した。また、環状シロキサンを自己組織化によって配列制御する手法を確立した。さらに、かご型シロキサン分子を連結制御することで、ゼオライトのリング構造をボトムアップで構築することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Polymerization of Cyclododecasiloxanes with Si-H and Si-OEt Side Groups by the Piers-Rubinsztajn Reaction (2018)
  • 著者名/発表者名: Masashi Yoshikawa, Hiroya Shiba, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 91 号: 5 ページ: 747-753
  • DOI: 10.1246/bcsj.20170410
  • NAID: 130006734099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Single-Digit Nanometer Scale Silica Nanoparticles by Evaporation-Induced Self-Assembly (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Sakamoto, Masashi Yoshikawa, Kota Ozawa, Yoshiyuki Kuroda, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 34 号: 4 ページ: 1711-1717
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b04042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of a 12-membered cyclic siloxane possessing alkoxysilyl groups as a nanobuilding block and its use for preparation of gas permeable membranes (2017)
  • 著者名/発表者名: Masashi Yoshikawa, Hiroya Shiba, Masakoto Kanezashi, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Toshinori Tsuru, Kazuyuki Kuroda
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 7 号: 77 ページ: 48683-48691
  • DOI: 10.1039/c7ra09380b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protecting and Leaving Functions of Trimethylsilyl Groups in Trimethylsilylated Silicates for the Synthesis of Alkoxysiloxane Oligomers (2017)
  • 著者名/発表者名: Masashi Yoshikawa, Yasuhiro Tamura, Ryutaro Wakabayashi, Misa Tamai, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 56 号: 45 ページ: 13990-13994
  • DOI: 10.1002/anie.201705942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Cubic Siloxane Cages in Mesostructure Formation and Photoisomerization of Azobenzene-Siloxane Hybrid (2017)
  • 著者名/発表者名: Sufang Guo, Jun Sasaki, Shiho Tsujiuchi, Shintaro Hara, Hiroaki Wada, Kazuyuki Kuroda, Atsushi Shimojima
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 号: 8 ページ: 1237-1239
  • DOI: 10.1246/cl.170468
  • NAID: 130005906963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cubic Siloxanes with Both Si-H and Si-OtBu Groups for Site-Selective Siloxane Bond Formation (2016)
  • 著者名/発表者名: Shohei Saito, Nao Yamasue, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 39 ページ: 13857-13864
  • DOI: 10.1002/chem.201601906
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regular assembly of cage siloxanes by hydrogen bonding of dimethylsilanol groups (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoto Sato, Yoshiyuki Kuroda, Takuya Abe, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 51 号: 55 ページ: 11034-11037
  • DOI: 10.1039/c5cc03668b
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 長鎖アルキル基を有する6員環シロキサンの自己集合によるナノ構造体の作製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井川華子、吉川 昌、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 第５６回セラミックス基礎科学討論会
• [学会発表] ジオールを用いた二官能性かご型シロキサンの位置選択的合成と反応性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 齋藤祥平、和田宏明、黒田一幸、下嶋 敦
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム
• [学会発表] かご型シロキサンを有する分岐状チタノシロキサン化合物の合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川村謙太・齋藤祥平、佐藤尚人、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム
• [学会発表] Construction of Nanoporous Materials from Cage Siloxanes (2017)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Shimojima
  • 学会等名: 2017 International Symposium on Silsesquioxanes-Based Functional Materials (SFM2017)
  • 招待講演
• [学会発表] Construction of Supramolecular Networks of Silanol-modified Cage Siloxanes (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoto Sato, Yoshiyuki Kuroda, Hiroaki Wada, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
  • 学会等名: IUMRS-ICAM2017
• [学会発表] アルコキシシリル基を有する六員環シロキサンの加水分解・重縮合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉山朋陽、・司馬寛也 、吉川 昌、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 第7回CSJ化学フェスタ2017
• [学会発表] かご型シロキサンを用いた分岐状チタノシロキサン化合物の合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川村謙太、齋藤祥平、佐藤尚人、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 第7回CSJ化学フェスタ2017
• [学会発表] Piers-Rubinsztajn反応を用いた大環状シロキサンの重合 (2016)
  • 著者名/発表者名: 司馬寛也、吉川昌、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 日本ゾル-ゲル学会第14回討論会
• [学会発表] アゾベンゼン修飾カゴ型シロキサンの自己集合による光応答性材料の合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 淳、辻内志歩、郭 素芳、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 第35回無機高分子研究討論会
• [学会発表] シラノール基を修飾したかご型シロキサンの水素結合による結晶性3次元骨格の構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤尚人、黒田義之、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 日本ゼオライト学会第32回研究発表会
• [学会発表] アルキル基を有する環状シロキサンの自己集合によるナノ構造体の合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井川華子、吉川 昌、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ
• [学会発表] かご型有機シロキサンへのSi-OH基の修飾と水素結合による結晶性構造体の作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 栃木和真、佐藤尚人、黒田義之、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ2016
• [学会発表] 環状シロキサンをビルディングブロックとしたシロキサン系材料の作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川 昌、司馬寛也、任秀秀、金指正言、都留稔了、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ2016
• [学会発表] シラノール基の水素結合によるかご型有機架橋シロキサンの3次元ネットワークの形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 栃木和真、佐藤尚人、黒田義之、和田宏明、下嶋 敦、黒田一幸
  • 学会等名: 日本ゾル-ゲル学会第14回討論会
• [学会発表] 種々の大環状シロキサンの合成とその加水分解・重縮合によるシリカ構造体の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 司馬寛也、吉川昌、和田宏明、下嶋敦、黒田一幸
  • 学会等名: 日本ゾル‐ゲル学会第13回討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] ゾル‐ゲル法を用いた大環状シロキサン構造体の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 司馬寛也、吉川昌、下嶋敦、和田宏明、黒田一幸
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: 船堀
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] アルコキシシリル基を有する大環状シロキサンの合成とその加水分解・重縮合 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉川昌、司馬寛也、和田宏明、下嶋敦、黒田一幸
  • 学会等名: 公益社団法人日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2015-09-17