• 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

空間デザイン可能な触媒機能性多孔質有機塩による超分子ナノリアクターの創製

公募研究

研究領域高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出
研究課題/領域番号 16H01027
研究機関大阪大学

研究代表者

藤内 謙光  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30346184)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード結晶工学 / 多孔性構造 / 超分子 / 有機塩 / クラスター
研究実績の概要

本研究課題ではスルホン酸とアミンの間に働く非常に強い電荷補助型水素結合(静電相互作用)を用いて超分子複合体の形成を行い、続いてこの複合体を様々な形状をした分子骨格すなわち共有結合を用いてさらに連結させることで、高次ネットワークを形成し、複数のネットワークが相互貫入することで階層的に多孔質有機塩を構築する。
このような多孔質有機塩内に触媒反応場を創出するためには、まず大きく安定な空間が必要となる。そこでダイヤモンド構造を保ちながら多孔質構造を形成させるために、正四面体方向にスルホン酸が配置されたテトラスルホン酸を設計した。一方で我々は、ダイヤモンド型多孔質有機塩の空孔表面には嵩高いアミン(TPMA)のフェニル基が露出しており、このフェニル基に種々の置換基を導入することで空孔表面の化学修飾が可能であることを明らかにしてきた。そこで、多孔質構造内に触媒金属配位サイトを導入するために、TPMAのフェニル基をピリジル基に1つ置換したアミンを設計した。これら2つを1:4のモル比で混合し多孔質構造の構築を試みたところ、ダイヤモンド型ネットワーク構造を形成し、2つのネットワークが逆方向に2つ相互貫入した多孔質構造が構築された。この多孔性結晶を種々の触媒金属を溶解した溶媒に含浸させたところ、どの結晶も濃く着色した。結晶を切断した断面も色濃く着色しており、結晶内部まで触媒金属が導入されたことが解った。さらに触媒金属導入前の多孔性結晶のガス吸着測定を行ったところ、CO2が吸着されることが解った。その後、触媒金属を空孔内に担持させてもその吸着量は変わらず、気相中での触媒反応に適応可能なことが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Dynamic Polymorph Formation During Evaporative Crystallization from Solution: The Key Role of Liquid-like Clusters as "Crucible" at Ambient Temperature2018

    • 著者名/発表者名
      N. Oka, Y. Haketa, H. Maeda, T. Miyano, N. Tohnai, S. Ito, H. Miyasaka, S. Ozeki, F. Ito
    • 雑誌名

      Chem. - Eur. J.

      巻: 24 ページ: 4343-4349

    • DOI

      10.1002/chem.201705356

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aggregation-Induced Singlet Oxygen Generation: Functional Fluorophore and Anthrylphenylene Dyad Self-Assemblies2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kim, Y. Zhou, N. Tohnai, H. Nakatsuji, M. Matsusaki, M. Fujitsuka, M. Miyata, T. Majima
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 ページ: 636-645

    • DOI

      10.1002/chem.201703686

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sterically crowded hydrogen-bonded hexagonal network frameworks2018

    • 著者名/発表者名
      I. Hisaki, N. Ikenaka, S. Tsuzuki, N. Tohnai
    • 雑誌名

      Mater. Chem. Front.

      巻: 2 ページ: 338-346

    • DOI

      10.1039/C7QM00544J

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical and Structural Properties of ESIPT Inspired HBT-Fluorene Molecular Aggregates and Liquid Crystals2017

    • 著者名/発表者名
      V. S. Padalkar, Y. Tsutsui, T. Sakurai, D. Sakamaki, N. Tohnai, K. Kato, M. Takata, T. Akutagawa, K.-i. Sakai, S. Seki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 121 ページ: 10407-10416

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b08073

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoresponsive Emission Switching via Lower Critical Solution Temperature Behavior of Organic-Inorganic Perovskite Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Nishikubo Ryosuke、Tohnai Norimitsu、Hisaki Ichiro、Saeki Akinori
    • 雑誌名

      Adv. Mater.

      巻: 29 ページ: 1700047~1700047

    • DOI

      10.1002/adma.201700047

    • 査読あり
  • [学会発表] スルホン酸とアミンによる多孔質有機塩の分子設計による構造安定性制御2018

    • 著者名/発表者名
      冨本篤功・土屋慧歩・藤内謙光・久木一朗
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] テトラスルホン酸と嵩高いアミンによる四面体型多孔質有機塩(d-POS)の構築とその触媒反応場への応用2018

    • 著者名/発表者名
      土屋慧歩・久木一朗・藤内謙光
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Hierarchical Construction of Versatile Diamondoid Porous Organic Salts (d-POS)2017

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      The 34th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超分子的アプローチによる 多孔質有機塩の 階層的構築と機能制御2017

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      平成29年度日本結晶学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Construction of Triangle-Shaped Porous Structure with Organic Salts composed of Aromatic Divinylsulfonic Acids and Triphenylmethylamine2017

    • 著者名/発表者名
      藤内 謙光
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Bilateral Workshop 2017
    • 国際学会 / 招待講演

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