Development of molecular-single-crystalline-catalyst cartridges

分子单晶催化剂盒的开发

基本信息

批准号：
21K18961
负责人：
久木一朗
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

分子単結晶は、分子が最も規則的に配列した分子集合体であり、分子の規則的配列と異方的集合構造に由来した優れた物性の発現が期待できる。本研究では、多様な有機構成分子から1次元チャネル状空孔を有する堅牢な多孔性単結晶を構築し、次いで触媒活性部位を導入することにより「単結晶触媒」へと展開することを目標としている。本年度は、ヘキサアザトリフェニレン以外のπ共役系分を用いて、一連の同型多孔質結晶を得ること検討した。具体的には、非平面π共役分子ジベンゾクリセンが結晶中で「かみ合い積層」によって１次元状の強固な積層構造を与えることに着目し、ジベンゾクリセン骨格に置換位置の異なるカルボキシナフチル基を導入した分子群を用いて結晶化を行った。その結果、いずれの分子からも分子が「かみ合い積層」と分子間水素結合によって高度にネットワーク化した多孔質同型結晶を得ることに成功した。興味深いことに、これらの結晶は同型ネットワーク構造をもつにもかかわらず、空間活性化の際にはそれぞれ異なる挙動を示すことが分かった。1,5-置換体の結晶は、空間活性化の前後でフレームワークは変化せず、ガス吸着実験から見積もった比表面積は1gあたり1300平方メートルであった。2,6-置換体は、活性化によってそのフレームワークは崩壊した。1,4-置換体はこれら２種類の結晶の中間の性質を示した。すなわち、溶媒分子の脱離と挿入の過程において可逆的にフレームワークが伸縮する柔軟な多孔質結晶であることが分かった。

分子的单个晶体是分子组件最常规排列的分子组件，并且预计它将表现出源自分子的常规排列和各向异性组装结构的出色物理特性。在这项研究中，目的是从各种有机成分分子中构建具有一维通道样空位的强大多孔单晶，然后引入催化活性位点，以发展为“单晶催化剂”。今年，我们研究了除己二苯乙烯以外的π共轭系统以获得一系列同构多孔晶体。 Specifically, focusing on the fact that the non-planar π-conjugated molecule dibenzochrycene gives a robust, one-dimensional laminated structure through "mesh stacking" in the crystal, crystallization was carried out using a group of molecules in which carboxynaphthyl groups with different substitution positions were introduced into the dibenzochrycene skeleton.结果，成功获得多孔异构晶体，其中分子通过两个分子的“网状堆叠”和分子间氢键高度网络。有趣的是，尽管具有同构网络结构，但这些晶体在空间激活时的行为不同。 1,5取代的晶体的框架在空间激活前后没有变化，并且通过气体吸附实验估计的特定表面积为每克1300平方米。 2,6-取代因激活而破坏。 1,4取代的产品在这两种类型的晶体之间表现出特性。也就是说，发现该框架是柔性的，多孔的晶体，在消除和插入溶剂分子的过程中可逆扩展和收缩。

项目成果

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专利数量（0）

Geometrically Mismatched Hydrogen-bonded Framework Composed of Tetratopic Carboxylic Acid

由四位羧酸组成的几何失配氢键骨架

DOI：
10.1002/chem.202201571
发表时间：
2022
期刊：
Chem. Eur. J.
影响因子：
0
作者：
Zhuxi Yang;Taito Hashimoto;Ryusei Oketani;Takayoshi Nakamura;Ichiro Hisaki
通讯作者：
Ichiro Hisaki

Slip-Stacking of Benzothiadiazole Can Provide a Robust Structural Motif for Porous Hydrogen-Bonded Organic Frameworks

DOI：
10.1021/acs.cgd.2c00420
发表时间：
2022-06
期刊：
Crystal Growth & Design
影响因子：
0
作者：
Zhuxian Yang;A. Saeki;Asato Inoue;R. Oketani;K. Kamiya;Shuji Nakanishi;Takayoshi Nakamura;Ichiro Hi
通讯作者：
Zhuxian Yang;A. Saeki;Asato Inoue;R. Oketani;K. Kamiya;Shuji Nakanishi;Takayoshi Nakamura;Ichiro Hi

Quinoxaline-annelated Hexadehydro[12]annulene: Use of A New Building Block to Construct a Hydrogen-bonded Hexagonal Molecular Network

喹喔啉退火的六氢[12]轮烯：使用新的构建单元构建氢键六角分子网络