液晶構造を有する球状金属錯体の気体分離材料への応用

球形液晶结构金属配合物在气体分离材料中的应用

基本信息

批准号：
15J10377
负责人：
内田淳也
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10377/
关键词：
液晶自己組織化超分子錯体

项目摘要

中空構造を有する球状金属錯体は自己組織化により簡便な手法で作製できることに加え、化学修飾により様々な機能性を付与できるため注目を集めている。しかし従来の機能化は溶液系が中心であり、凝集状態における機能化を行った例は極めて限られている。一方、液晶は自己組織的に秩序構造を形成するソフトマテリアルであり、これまでに動的・異方的な性質を有する様々な機能性材料の開発が達成されてきた。本研究では、液晶の動的な秩序性と超分子金属錯体特有の構造や官能基の集積効果を融合することにより、新たな機能性分子集合体の開発を目指している。本年度は、液晶ナノ構造を形成する球状金属錯体と、球状金属錯体を架橋点とする動的ネットワーク構造との複合化を行い、液晶の自己組織化により球状金属錯体の配列が制御された自立性材料の開発を試みた。前年度に開発した球状金属錯体を基盤とする動的ネットワーク構造を、メソゲン基で修飾された球状金属錯体のリオトロピック液晶中で形成したところ、自立性の超分子ゲルが形成した。小角X線散乱測定より、得られたゲルはメソゲン基で修飾された液晶性球状金属錯体が形成する層状周期構造を有していることが示唆された。また、得られたゲルは自己修復性を示した。これらの結果は、配列制御された超分子金属錯体を活用する材料設計のための新たな指針になることが期待される。また、メソゲン基を複数有する分子の構造と自己組織化挙動の関係について系統的に調べた。安息香酸の3,5位にメソゲン基を導入した化合物は、液晶状態では主に単量体として存在することが示唆された。一方、安息香酸の3,4位にメソゲン基を導入した化合物は、液晶状態においてほぼすべての分子が二量体を形成することが明らかとなった。以上の結果は、超分子錯体が形成する液晶構造や分子配列の精密制御に向け、メソゲン部位の分子設計指針を与えると期待される。

具有中空结构的球形金属配合物因其可以通过自组装轻松生产并且可以通过化学修饰赋予各种功能而受到关注。然而，传统的功能化主要是在溶液系统中完成的，聚合状态下的功能化的例子极其有限。另一方面，液晶是自组织形成有序结构的软材料，迄今为止已开发出各种具有动态和各向异性特性的功能材料。在这项研究中，我们的目标是将液晶的动态有序性与超分子金属配合物的独特结构和官能团积累效应相结合，开发新的功能分子组装体。今年，我们将对形成液晶纳米结构的球形金属配合物与以球形金属配合物作为交联点的动态网络结构进行材料的开发进行了尝试。当基于前一年开发的球形金属配合物的动态网络结构在介晶基团修饰的球形金属配合物的溶致液晶中形成时，形成自支撑的超分子凝胶。小角X射线散射测量表明，所得凝胶具有由介晶基团修饰的液晶球形金属配合物形成的层状周期性结构。此外，所得凝胶显示出自修复性能。这些结果有望为利用序列控制的超分子金属配合物的材料设计提供新的指导方针。我们还系统地研究了具有多个介晶基团的分子的结构和自组装行为之间的关系。表明在苯甲酸的3位和5位引入介晶基团的化合物主要以液晶态的单体存在。另一方面，在苯甲酸的3位和4位导入了介晶基团的化合物中，可知几乎所有的分子在液晶状态下形成二聚体。上述结果有望为介晶位点的分子设计提供指导，以精确控制超分子复合物形成的液晶结构和分子排列。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ウルツブルグ大学(ドイツ)

乌尔茨堡大学（德国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Self-Assembly of Liquid-Crystalline Squaramides

液晶方酰胺的自组装

DOI：
10.1246/cl.171208
发表时间：
2018
期刊：
Chemistry Letters
影响因子：
1.6
作者：
Park Soyoung;Uchida Junya;Urushibara Ko;Kagechika Hiroyuki;Kato Takashi;Tanatani Aya
通讯作者：
Tanatani Aya

Liquid-crystalline fork-like dendrons