イオンー有機構造体（IOF）は金属ー有機構造体（MOF）に代わりうるか

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05259
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分35030:有機機能材料関連
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 古荘 義雄 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (00281270)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: イオン結合 / アミジン / カルボン酸 / グアニジン / 超分子ポリマーゲル / ポリプレックス

研究成果の概要

金属ー有機構造体（Metal-Organic Framework; MOF）に代わりうる新しい多孔性３次元有機集積体の構築法の開発を目指し、環境によっては弱い共有結合並みの安定性を有する水素結合性イオン結合を用いたイオンー有機構造体（IOF）の構築を試みた。合成高分子や生体高分子をベースとする様々な超分子集合体の構築について検討した結果、アミジンやグアニジンとカルボン酸やリン酸エステルから形成される水素結合性イオン結合を利用すると、従来のものよりも安定な超分子集合体が得られることが明らかになった。

自由記述の分野

高分子化学・超分子化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

多くの場合、MOFは金属錯体としてレアメタルを使用せねばならず、資源、環境、エネルギーという時代の束縛が益々厳しくなって行く現在、レアメタルを用いずに「原子レベル」で制御された３次元ネットワーク構造を構築する手法の開発が求められている。カルボン酸やリン酸エステルとアミジンやグアニジンから形成される水素結合性イオン結合を利用することで、従来のものに比べてはるかに安定な超分子集合体が得られることを明らかにしたことは学術的に価値がある。のみならず、MOFに代わりうる可能性を示すことができた点は社会的なインパクトにもつながりうる成果であると考えられる。