集積型ポルフィリン高分子錯体による酸素促進輸送

集成卟啉聚合物复合物促进氧运输

基本信息

批准号：
11136248
负责人：
西出宏之
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高分子配位子鎖上に、酸素分子結合の動的および平衡挙動の異なる一連のポルフィリン錯体が連続して結合した「集積型」のポルフィリン高分子錯体を構築し、これら錯体から薄膜を作成、膜内に選択的かつ多量に取り込まれた酸素分子が、ポルフィリン錯体の集積場内を結合脱着を繰り返しながら拡散する動的過程を高速分光および透過測定から同時解析し、酸素が選択的に透過する促進輸送現象として実証することを目的とした。(1)配位子部に水素結合をもつ高分子配位子としてポリ(4(5)-ビニルイミダゾール-コ-オクチルメタクリレート)を新しく合成、そのコバルトポルフィリン錯体で最大の酸素親和性を観測した。膜の酸素透過係数は供給酸素分圧が低い領域で著しく増大した。(2)π共役高分子配位子としてポリ(3,4-アゾピリジン)およびピリジルアセチレンとフェニルアセチレンの共重合体を合成した。ポルフィリン錯体は可逆的に酸素結合したが、溶液、固相膜中で親和性は低かった。酸素の脱着速度定数が1桁以上大きく、酸素の透過性および選択性が共に大きな特異な膜となった。(3)1-ビニルイミダゾール、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジンの各共重合体とポルフィリン錯体から作成した3層集積膜の酸素透過係数は大きく、(酸素/窒素)選択性は70に達した。集層膜内に生じたカスケード様の急峻な濃度勾配がその推進力であると解析できた。

我们构建了一种“集成”的卟啉聚合物复合物，其中一系列具有不同氧分子动态和平衡行为的卟啉复合物连续键合在聚合物配体链上，并选择性地将这些复合物大量地形成薄膜到膜中。。利用高速光谱和透射测量，我们同时分析了掺入的氧分子在卟啉复合物的积累场中反复键合和解吸时扩散的动态过程，并证明这是氧选择性渗透的促进传输现象。 (1)新合成了聚(4(5)-乙烯基咪唑-共聚甲基丙烯酸辛酯)作为配体部分具有氢键的聚合物配体，并在其钴卟啉配合物中观察到最大的氧亲和力。在低供氧分压区域，膜的透氧系数显着增加。 (2)合成了聚(3,4-偶氮吡啶)以及吡啶乙炔和苯乙炔的共聚物作为π-共轭聚合物配体。卟啉复合物可逆地结合氧，但在溶液和固相膜中亲和力较低。氧解吸速率常数大一个数量级以上，从而形成一种具有更高氧渗透性和选择性的独特膜。 (3)1-乙烯基咪唑、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶共聚物与卟啉配合物制成的三层膜的透氧系数大，(氧/氮)选择性达到70。据分析，驱动力是层状膜内发生的级联状陡峭浓度梯度。