配位高分子の規則性一次元空間を利用するイオン輸送機能の創出

• 研究課題/領域番号: 23750155
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 堀毛 悟史 京都大学, 工学研究科・合成・生物化学専攻, 助教 (70552652)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: イオン伝導 / 錯体化学 / 固体 NMR / 配位高分子 / イオン伝導体 / 錯体 / 固体NMR

研究概要

一次元細孔を持つ配位高分子の内部空間にイミダゾールなどのプロトンキャリアを充填することで無加湿プロトン伝導挙動を見出した。特に Zn2+イオンを用いた 100～200 度の範囲で 10-3S/cm 以上の無加湿プロトン伝導を示す化合物を作ることに成功した。伝導のメカニズムは固体 NMR の観測から議論した。本成果によって結晶性のポリマー構造でありながら、柔粘性結晶挙動を示す新たな物質群を提示することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Post-synthesis modification of a porous coordination polymer by LiCl to enhance H+ transpor (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Yusuke Kamitsubo, Munehiro Inukai, Tomohiro Fukushima, Daiki Umeyama, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 135 ページ: 4612-4615
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pore design of two-dimensional coordination polymers toward selective adsorption (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuh Hijikata, Satoshi Horike, Masayuki Sugimoto, Munehiro Inukai, Tomohiro Fukushima, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 52 ページ: 3634-3642
  • 査読あり
• [雑誌論文] Susumu KitagawaSoft 2-D layer porous coordination polymers with 1,2-di(4-pyridyl)ethaneAust (2013)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kishida, Satoshi Horike, Kanokwan Kongpatpanich
  • 雑誌名: J. Chem 巻: 66 ページ: 464-469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe2+ Layered Porous Coordination Polymers and Soft Encapsulation of Guest via Redox Activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Masayuki Sugimoto, Kanokwan Kongpatpanich, Yuh Hijikata, Munehiro Inukai, Daiki Umeyama, Shinji Kitao, Makoto Seto, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 巻: 1 ページ: 3675-3679
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-synthesis modification of a porous coordination polymer by LiCl to enhance H+ transport (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Yusuke Kamitsubo, Munehiro Inukai, Tomohiro Fukushima, Daiki Umeyama, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Jollrnal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 12 ページ: 4612-4615
  • DOI: 10.1021/ja3122872
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pore Design of Two-dimensional Coordination Polymers toward Selective Adsorption (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hijikata, T. Fukushima, S. Kitagawa, 他
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 135 号: 7 ページ: 3634-3642
  • DOI: 10.1021/ic302006x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft 2-D layer porous coordination polymers with 1,2-di(4-pyridyl)ethane (2013)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kishida
  • 雑誌名: Aust. J. Chem. 巻: 66 号: 4 ページ: 464-469
  • DOI: 10.1071/ch12467
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe2+ Layered Porous Coordination Polymers and Soft Encapsulation of Guest via Redox Activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 1 号: 11 ページ: 3675-3679
  • DOI: 10.1039/c3ta01414b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Selective CO2 Adsorption Accompanied with Low-Energy Regeneration in a Two-Dimensional Cu(II) Porous Coordination Polymer with Inorganic Fluorinated PF6- Anions (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Noro, Yuh Hijikata, Munehiro Inukai, Tomohiro Fukushima, Satoshi Horike, Masakazu Higuchi, Susumu Kitagawa, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 52 ページ: 280-285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of post-grafted groups of a porous coordination polymer and its proton conduction behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Munehiro Inukai, Satoshi Horike, Daiki Umeyama, Yuh Hijikata, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 41 ページ: 13261-13263
  • NAID: 120005323885
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modular Design of Domain Assembly in Porous Coordination Polymer Crystals via Reactivity-Directed Crystallization Process (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Fukushima, Satoshi Horike, Hirokazu Kobayashi, Masahiko Tsujimoto, Seiji Isoda, Maw Lin Foo, Yoshiki Kubota, Masaki Takata, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 13341-13347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inherent Proton Conduction in 2-D Coordination Framework (2012)
  • 著者名/発表者名: Daiki Umeyama, Satoshi Horike, Munehiro Inukai, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 12780-12785
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Soft Copper(II) Porous Coordination Polymer with Unprecedented Aqua Bridge and Selective Adsorption Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Elsa Quartapelle Procopio, Tomohiro Fukushima, E. Barea, Jorge A. R. Navarro, Satoshi Horike, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Chem. Eur 巻: 18 ページ: 13117-13125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-based Solid Solution Approach to Stabilisation of Sulphonic Acid Groups in Porous Coordination Polymer Zr6O4(OH)4(BDC)6 (UiO-66) (2012)
  • 著者名/発表者名: Maw Lin Foo, Satoshi Horike, Tomohiro Fukushima, Yuh Hijikata, Yoshiki Kubota, Masaki Takata, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 41 ページ: 13791-13794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dense Coordination Network Capable of Selective CO2 Capture from C1 and C2 Hydrocarbons (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Keisuke Kishida, Yoshihiro Watanabe, Yasutaka Inubushi, Daiki Umeyama, Masayuki Sugimoto, Tomohiro Fukushima, Munehiro Inukai, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 9852-9855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Flexible Lewis Acidic Sites in Porous Coordination Polymers by using the Viologen Moiety (2012)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Higuchi, Kohei Nakamura, Satoshi Horike, Yuh Hijikata, Nobuhiro Yanai, Tomohiro Fukushima, Jungeun Kim, Kenichi Kato, Masaki Takata, Daisuke Watanabe, Shinji Oshima, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. 巻: 51 ページ: 8369-8372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordination-Network-Based Ionic Plastic Crystal for Anhydrous Proton Conductivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Daiki Umeyama, Munehiro Inukai, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 7612-7615
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Alkaline Earth I3O0 Porous Coordination Polymer: [Ba2TMA(NO3)(DMF)] (H3TMA = trimesic acid) (2012)
  • 著者名/発表者名: Maw Lin Foo, Satoshi Horike, Yasutaka Inubushi, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int 巻: 51 ページ: 6107-6111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Adsorption Properties of Azulene-Containing Porous Interdigitated Framework (2012)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kishida, Satoshi Horike, Keiji Nakagawa, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 41 ページ: 425-426
  • NAID: 10030544964
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Solid Solution Approach to 2D Coordination Polymers for CH4/CO2 and CH4/C2H6 Gas Separation: Equilibrium and Kinetic Studies (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Yasutaka Inubushi, Takashi Hori, Tomohiro Fukushima, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Chem. Sci 巻: 3 ページ: 116-120
  • NAID: 120004945142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Selective CO2 Adsorption Accompanied with Low-Energy Regeneration in a Two-Dimensional CU(II) Porous Coordination Polymer with Inorganic Fluoriuated PF6- Anions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Noro, T. Fukushima, S. Kitagawa, T. Nakamura, 他
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 52 号: 1 ページ: 280-285
  • DOI: 10.1021/ic301823j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of post-grafted groups of a porous coordination polymer and its proton conduction behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Munehiro Inukai, Satoshi Horike, Daiki Umeyama, Yuh Hijikata, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Dalton Transcription 巻: 41 号: 43 ページ: 13261-13263
  • DOI: 10.1039/c2dt31836a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modular Design of Domain Assembly in Porous Coordination Polymer Crystals via Reactivity-Directed Crystallization Process (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, S. Horike, S. Kitagawa, 他
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 号: 32 ページ: 13341-13347
  • DOI: 10.1021/ja303588m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inherent Proton Conduction in a 2D Coordination Framework (2012)
  • 著者名/発表者名: Daiki Umeyama, Satoshi Horike, Munehiro Inukai, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 134 号: 30 ページ: 12780-12785
  • DOI: 10.1021/ja304693r
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Soft Copper(II) Porous Coordination Polymer with Unprecedented Aqua Bridge and Selective Adsorption Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Elsa Quartapelle Procopio
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 18 号: 41 ページ: 13117-13125
  • DOI: 10.1002/chem.201201820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-based Solid Solution Approach to Stabilisation of Sulphonic Acid Groups in Porous Coordination Polymer Zr604(OH)4 (BDC) 6 (UiO-66) (2012)
  • 著者名/発表者名: M. L. Foo, T. Fukushima, S. Kitagawa, 他
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 41 号: 45 ページ: 13791-13794
  • DOI: 10.1039/c2dt31195j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dense Coordination Network Capable of Selective CO2 Capture from C1 and C2 Hydrocarbons (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Horike, I. Fukushima, S. Kitagawa, 他
  • 雑誌名: J. Am. Chei. Soc. 巻: 134 号: 24 ページ: 9852-9855
  • DOI: 10.1021/ja302043u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Flexible Lewis Acidic Sites in Porous Coordination Polymers by using the Violgen Moiety (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Higuchi, T. Fukushima, S. Kitasawa, 他
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 号: 33 ページ: 8369-8372
  • DOI: 10.1002/anie.201203834
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordination-Network-Based Ionic Plastic Crystal for Anhydrous Proton Conductivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Daiki Umeyama, Munehiro Inukai, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 134 号: 18 ページ: 7612-7615
  • DOI: 10.1021/ja301875x
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Alkaline Earth I3O0 Porous Coordination Polymer: [Ba2TMA(NO3)(DMF)] (H3TMA = trimesic acid) (2012)
  • 著者名/発表者名: Maw Lin Foo
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 号: 25 ページ: 6107-6111
  • DOI: 10.1002/anie.201202285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Adsorption Properties of Azulene-Containing Porous Interdigitated Framework (2012)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kishida
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 41 号: 4 ページ: 425-426
  • DOI: 10.1246/cl.2012.425
  • NAID: 130004426544
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Solid Solution Approach to 2D Coordination Polymers for CH4/CO2 and CH4/C2H6 Gas Separation : Equilibrium and Kinetic Studies (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Horike, T.Fukushima, S.Kitagawa, 他
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 3 号: 1 ページ: 116-120
  • DOI: 10.1039/c1sc00591j
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Alkaline Earth I3O0 Porous Coordination Polymer: [Ba2TMA(NO3)(DMF)] (H3TMA = trimesic acid) (2012)
  • 著者名/発表者名: Maw Lin Foo, Satoshi Horike, Yasutaka Inubushi, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confinement of Mobile Histamine in Coordination Nanochannels for Fast Proton Transfer (2011)
  • 著者名/発表者名: Daiki Umeyama, Satoshi Horike, Munehiro Inukai, Yuh Hijikata, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 50 号: 49 ページ: 11706-11709
  • DOI: 10.1002/anie.201102997
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of a 1-D Porous Barium Carboxylate Coordination Polymer, [Ba(HBTB)] (H3BTB = Benzene-1,3,5-trisbenzoic Acid) (2011)
  • 著者名/発表者名: Maw Lin Foo, Satoshi Horike, Susumu Kitagawa
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 50 号: 23 ページ: 11853-11855
  • DOI: 10.1021/ic201814g
  • 査読あり
• [学会発表] 金属錯体機能の根源を探る～分子構造とその変化様式の探求最前線 (2013)
  • 学会等名: 分子研研究会
  • 発表場所: 分子科学研究所
  • 年月日: 2013-03-13
• [学会発表] Ion transfer in the restricted channels of coordination polymer (2013)
  • 学会等名: iCeMS Trilateral Australia-USA-Japan Symposium on Porous Materials
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2013-03-08
• [学会発表] Dynamic coordination framework materials for new energy resources (2013)
  • 学会等名: International meeting "Nanomaterial Futures" of Bristol Centre for Functional Nanomaterials
  • 発表場所: ブリストル大学
  • 年月日: 2013-02-19
• [学会発表] 配位高分子構造のダイナミックスが誘起するイオン伝導機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 学会等名: 分子研研究会
  • 発表場所: 分子科学研究所
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamic coordination framework materials for new energy resources (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike
  • 学会等名: Nanomaterial Futures
  • 発表場所: University of Bristol
  • 招待講演
• [学会発表] 多孔性錯体の動的結晶化学を用いた環境・エネルギー固体材料の開発 (2012)
  • 学会等名: 第92回日本化学会年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 多孔性錯体の動的結晶化学を用いた環境・エネルギー固体材料の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 学会等名: 第92回 日本化学会年会(招待講演)
  • 発表場所: 慶應大学
• [学会発表] Porous coordination polymer as crystalline ion transporter (2011)
  • 学会等名: 第62回錯体化学討論会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Porous Coordination Polymer as Crystalline Ion Transporter (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 学会等名: 第61回 錯体化学討論会(招待講演)
  • 発表場所: 岡山東京理科大学
• [図書] 空間の「柔らかさ」を利用した CO2 分離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史、犬伏康貴
• [図書] イオン伝導性配位高分子堀毛悟史 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 出版者: 日本化学会
• [図書] 配位高分子を用いたリチウム二次電池-無機・有機に続く第三の材料となるか (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 材料科学の基礎 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史、坂本裕俊、杉本雅行、福島知宏、岸田圭輔、梅山大樹、北川進
  • 出版者: シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社
• [図書] 多孔性配位高分子（PCP）/金属有機構造体（MOF）の基礎 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: シグマ－アルドリッチ
• [図書] 配位高分子を用いたリチウム二次電池 －無機・有機に続く第三の材料となるか－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 化学同人
• [図書] イオン伝導性配位高分子（飛翔する若手研究者） (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 日本化学会
• [図書] 空間の「柔らかさ」を利用したCO2分離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] 現代化学 2012年4月号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀毛悟史、犬伏康貴
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] Metal-Organic Frameworks : Applications from Catalysis to Gas StoragePart 1 - Design of Porous Coordination Polymers/Metal-Organic Frameworks: Past, Present and Future (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Susumu Kitagawa
  • 出版者: Wiley-VCH
• [図書] Metal-Organic Frameworks : Applications from Catalysis to Gas Storage (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Horike, Susumu Kitagawa
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: Wiley-VCH (Germany)