• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

錯体ナノ空間の動的特性を利用した光・吸着エネルギー変換物質の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16H06032
研究機関名古屋大学

研究代表者

松田 亮太郎  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00402959)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードナノポーラス金属錯体 / 光反応 / 吸着熱
研究実績の概要

1.光照射によって[2+2]環化付加反応を示す新規ナノポーラス錯体を発見し、光によって空間構造制御が可能であることを示し、さらに通常は不可能と信じられている芳香環が光環化付加する反応を発見した。また、この光環化付加反応は二重結合間距離がシュミット則として知られる、一定の値でなければ反応しないとされてきたが、その範囲から1Åも逸脱している状態でもナノ空間内で反応するという異常な反応が進行することを発見した。このことは、結晶においても分子が空間何でダイナミックに運動していることによるものと考えられる。
2.ジアゾ基を有するフルオレン誘導を骨格内に有する新規ナノポーラス金属錯体の合成に成功した。このナノポーラス金属錯体に対し、光照射を行うことによってナノ空間内にカルベンを発生させる事に成功した。また、光照射下での電子スピン共鳴その場測定システムを構築し、三重項カルベンがナノ空間内で安定に発生することを確認した。
3.昨年度までに構築した、吸着熱と吸着量を同時に観測可能なシステムによって、様々な構造柔軟性を示す、ナノポーラス錯体のガス吸着過程における熱量測定を実施した。その結果、構造柔軟性を示すナノポーラス錯体において、構造変化に伴う吸熱が観測され、これに続いて吸着に伴う発熱が観測された。すなわち、吸着による発熱が構造変化による吸熱で相殺されており、ナノポーラス錯体における構造柔軟性は大きな省エネ効果がある事がわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

通常は反応が不可能であるような距離にある2つの分子がナノ空間では光反応を示すという、異常な現象を発見し、当該研究の構造設計指針に関して、大幅な広がりを持たせることが可能になって点で、非常に大きな進展があったとえる。

今後の研究の推進方策

本研究において新規に発見した、ナノ空間内に発生させた不安定種の化学的性質や安定性などの物性をより詳細に検討を進める。また、光反応による空間構造変化が熱移動現象と連動している様子を、これまでに開発した測定装置によって、直接観測することを試み、光エネルギー変換物質の検討を進める。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Flexible interlocked porous frameworks allow quantitative photoisomerization in a crystalline solid2017

    • 著者名/発表者名
      Zheng Yongtai、Sato Hiroshi、Wu Pengyan、Jeon Hyung Joon、Matsuda Ryotaro、Kitagawa Susumu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 ページ: 100-105

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00122-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Density Gradation of Open Metal Sites in the Mesospace of Porous Coordination Polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Duan Jingui、Higuchi Masakazu、Zheng Jiajia、Noro Shin-ichiro、Chang I-Ya、Hyeon-Deuk Kim、Mathew Simon、Kusaka Shinpei、Sivaniah Easan、Matsuda Ryotaro、Sakaki Shigeyoshi、Kitagawa Susumu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 ページ: 11576~11583

    • DOI

      10.1021/jacs.7b05702

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristic Features of CO2 and CO Adsorptions to Paddle-Wheel-type Porous Coordination Polymer2017

    • 著者名/発表者名
      Zheng Jia-Jia、Kusaka Shinpei、Matsuda Ryotaro、Kitagawa Susumu、Sakaki Shigeyoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 ページ: 19129~19139

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b02707

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuning the flexibility of interpenetrated frameworks by a small difference in the fluorene moiety2017

    • 著者名/発表者名
      Ma Yunsheng、Harada Yuki、Hori Akihiro、Hijikata Yuh、Li Liangchun、Matsuda Ryotaro
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 46 ページ: 15200~15203

    • DOI

      10.1039/C7DT03338A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperative Bond Scission in a Soft Porous Crystal Enables Discriminatory Gate Opening for Ethylene over Ethane2017

    • 著者名/発表者名
      Sen Susan、Hosono Nobuhiko、Zheng Jia-Jia、Kusaka Shinpei、Matsuda Ryotaro、Sakaki Shigeyoshi、Kitagawa Susumu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 ページ: 18313~18321

    • DOI

      10.1021/jacs.7b10110

    • 査読あり
  • [学会発表] 特異的ガス吸着特性を示すナノポーラス金属錯体(MOF)の設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      松田 亮太郎, 堀 彰宏
    • 学会等名
      化学工学会 第83年会
  • [学会発表] ジアゾ基を細孔表面に有する光反応性ナノポーラス錯体の合成とガス吸着特性2018

    • 著者名/発表者名
      中城 世宣, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 溶存酸素の捕捉・放出機能を有するナノポーラス金属錯体の設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      藤村 真史, 清瀬 敦司, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 特異的ゲスト吸着を示すナノポーラス金属錯体の設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Gas Adsorption Properties of Cyanid-Bridged Nanoporous Metal Complexes with Coordinatively Unsaturated Metal Sites2018

    • 著者名/発表者名
      Akio Mishima ,Akihiro Hori , Yunsheng Ma, Ryotaro Matsuda
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] フッ化アルキル鎖を有する3次元ナノポーラス錯体の構造と吸着特性2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 有優, 堀 彰宏, 馬 運声, 土方 優, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] ハロゲン化アルキル基を細孔表面に有するナノポーラス錯体の合成と吸着特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 優菜・堀 彰宏・馬 運声・松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 錯体ナノ空間における[2+2]光環化付加反応の制御2018

    • 著者名/発表者名
      清瀬 敦司, 藤村 真史, 堀 彰宏, 馬 運声, 佐藤 弘志, 土方 優, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] カゴメ型銅ナノポーラス錯体の水素および重水素の吸着特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      清水 定祐, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] カゴメ型銅ナノポーラス錯体におけるオルト・パラ水素核スピン転換2018

    • 著者名/発表者名
      金島 奎太, 鈴木 貴也, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 選択的ゲスト吸着を示す配位不飽和金属を有する金属混合型ナノポーラス錯体の合成2018

    • 著者名/発表者名
      原田 悠生, 土方 優, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] ナノポーラス錯体によるジメチルスルフィドの吸着除去2018

    • 著者名/発表者名
      米津 章, 森田 将司, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] ナノポーラス錯体中の分子回転ダイナミクスの構造および分光学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      中嶋 康晃, 堀 彰宏, 馬 運声, 高坂 亘, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Gas adsorption and transformation heat in the nanospace of metal organic frameworks2017

    • 著者名/発表者名
      松田亮太郎
    • 学会等名
      9th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct Observation of Adsorbed Gas Molecules on a Flexible MOF2017

    • 著者名/発表者名
      馬運声、堀彰宏、松田亮太郎
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Coordination Chemistry
  • [学会発表] Functions Integration in Flexible MOFs for Selective Gate Opening Adsorption2017

    • 著者名/発表者名
      松田亮太郎、馬運声、堀彰宏
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 溶存酸素吸着を実現する光応答性ナノポーラス金属錯体の設計2017

    • 著者名/発表者名
      藤村真史、清瀬敦司、堀彰宏、馬運声、松田亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会
  • [学会発表] ナノポーラス金属錯体を反応場とする4-スチリルピリジンの光分子変換2017

    • 著者名/発表者名
      清瀬敦司、佐藤弘志、堀彰宏、馬運声、松田亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会
  • [学会発表] Ortho-Para Conversion of Hydrogen Confined in Metal Organic Frameworks Having 1-Dimensional Ultra-microspores2017

    • 著者名/発表者名
      堀彰宏、金島奎太、三島章雄、馬運声、松田亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会
  • [学会発表] 酸素吸着特異性を示す金属混合型ナノポーラス錯体の設計と合成2017

    • 著者名/発表者名
      原田悠生、堀彰宏、土方優、馬運声、松田亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会
  • [学会発表] 水素核スピン転換を加速するカゴメ型ナノポーラス金属錯体の設計と物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      金島奎太、鈴木貴也、堀彰宏、馬運声、松田亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会
  • [学会発表] 酸化還元活性部位を有するナノポーラス金属錯体の吸着特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      三島章雄、堀彰宏、馬運声、松田亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会
  • [学会発表] 選択的ガス吸着性を示すナノポーラス金属錯体の設計と合成2017

    • 著者名/発表者名
      松田亮太郎、堀彰宏
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
  • [学会発表] DESIGN OF STRUCTURALLY SWITHCABLE METAL ORGANIC FRAMEWORKS WITH GATED ADSROTPION2017

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Matsuda, Akihiro Hori, Yunsheng Ma
    • 学会等名
      11th Japan-China Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Selective gas recognition and separation by porous coordination polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Matsuda, Akihiro Hori, Yunsheng Ma
    • 学会等名
      1st International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry
    • 国際学会
  • [学会発表] シアノ架橋型ナノポーラス錯体のガス吸着特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      三島 章雄, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第 31 回日本吸着学会研究発表会
  • [学会発表] 動的長分子鎖を有するナノポーラス錯体のガス吸着機能2017

    • 著者名/発表者名
      長田 勇樹, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第 31 回日本吸着学会研究発表会
  • [学会発表] 構造柔軟性を有するナノポーラス錯体の in-situ 吸着熱測定2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 貴也, 金島 奎太, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第 31 回日本吸着学会研究発表会
  • [学会発表] 高速オルソ-パラ水素転換触媒能を有するナノポーラス錯体の創製2017

    • 著者名/発表者名
      堀 彰宏, 金島 奎太, 三島 章雄, 馬運声, 松田亮太郎
    • 学会等名
      第 31 回日本吸着学会研究発表会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi