2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K05450
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
近藤 満 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (80254142)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 陰イオン除去 / 配位高分子 / 金属錯体 / 過塩素酸イオン / 硝酸イオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに見出してきた bitb およびその誘導体を架橋配位子に用いて新しい配位高分子の合成と、カプセル分子への変換に伴う陰イオンの捕捉-除去を検討した。種々検討を重ねた結果、1,4-ビス（ベンズイミダゾール-1-イル）-2,3,5,6-テトラメチルベンゼン（m-bbieb）と塩化銅(II)を反応させ、目的とする配位高分子を得ることに成功した。この配位高分子は水、および通常の有機溶媒に不要で、水溶液中から過塩素酸イオン、および硝酸イオンを効率的に除去することを見いだした。単結晶X線構造解析の結果、得られた化合物は塩化物イオンを捕捉したM2L4型のカプセル分子が二次元シートに固定された、非常に新しい構造を有していることが明らかとなった。カプセル分子とカプセル分子の間にはチャンネル空間が形成され、その内部には塩化物イオンが充填されていた。イオンクロマトグラフを用いた陰イオン交換反応実験の結果、この化合物のチャンネル内にある塩化物イオンが、過塩素酸イオンや硝酸イオンと高効率に交換されることが見いだされた。特に、井戸水を模倣した組成をもつ水溶液中でも硝酸イオンを優先的に捕捉したことから、この配位高分子による過塩素酸イオン、および硝酸イオン除去は妨害陰イオンによる影響を受けにくいことが分かった。
この配位高分子の過塩素酸イオン、ならびに硝酸イオン除去活性はこれまで開発されてきた陰イオン交換樹脂よりも活性が高く妨害陰イオンの影響を受けにくい。硝酸イオンは環境水でしばしば高濃度で観測され、これらは肥料に由来することが多い。また、乳児に対して高い毒性がある。これらの陰イオンを従来の陰イオン交換樹脂に比べて、より効率的に除去できる手法を確立しており、意義の高い研究成果を得ている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目的とする配位高分子の合成に成功しており、その単結晶構造、並びにその陰イオン除去活性を明らかにしている。高分子骨格に、カプセル分子が担持されたこれまでに無い新しい骨格耕造を実現しただけでなく、その過塩素酸イオン、ならびに硝酸イオン除去活性を明らかにしている。クラウンエーテルを導入した配位子の合成にも成功し、それらの架橋配位子を用いた金属錯体の合成を順調に進めている。概ね、計画通りに研究が進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に合成に成功した新しい架橋配位子を用いて金属錯体の合成を進めていく。特に、負電荷をもつ架橋配位子を利用することで電荷が中性の配位高分子の合成を進める。得られた配位高分子を種々の無機塩と接触させ、その高分子骨格が、陽イオン、陰イオン、あるいはそれらのイオン対に応答して構造を変化させる挙動を追跡する。
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