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ゲスト応答性発光材料

国内特許コード P110002760
整理番号 E093P04
掲載日 2011年6月8日
出願番号 特願2010-130293
公開番号 特開2011-256122
登録番号 特許第5404534号
出願日 平成22年6月7日(2010.6.7)
公開日 平成23年12月22日(2011.12.22)
登録日 平成25年11月8日(2013.11.8)
発明者
  • 北川 進
  • 古川 修平
  • 高嶋 洋平
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 ゲスト応答性発光材料
発明の概要 【課題】有機化合物(ゲスト)と相互作用することによって蛍光を発生させることが可能であることを特徴とする配位高分子化合物、様々な種類のVOCを選択的に認識するセンサー用材料、センサー素子を提供すること。
【解決手段】金属イオンと該金属イオンに配位可能な蛍光原性有機配位子とが繰り返し単位を構成する配位高分子化合物(ホスト)であって、有機化合物(ゲスト)と相互作用することによって蛍光を発生させることが可能であることを特徴とする配位高分子化合物。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


本発明者らは、ナノメートルの大きさを持つ細孔を規則正しく並べた物質を、あたかもブロックを組むようにデザインし、化学的に合成する研究をこれまで精力的に行ってきた。その研究成果として、遷移金属カチオンとそれを連結する有機架橋配位子によって多孔性3次元構造を構成して細孔内に、常温常圧で気体の分子を、収容することができる配位高分子の合成に成功している。この配位高分子は、遷移金属カチオンと有機架橋配位子が分子レベルで直接交互に結合した有機・無機の複合物質であり、その特徴としては、常に均一な構造を保つこと、自在に分子レベルから設計し、単に室温、1気圧で混ぜるだけで合成することができること(自己集合)、数グラムでバスケットボールコートからサッカーグラウンドまでの表面積を持つといったことが挙げられ、メタンや水素等のガス貯蔵材料として期待されている。また、近年はガス貯蔵材料として以外にも機能性を有する配位子の導入、柔軟な骨格構造を利用することで触媒や分離材料としての応用研究もなされている。(特許文献1)



ところで、近年住宅の高気密化に伴い、建材、家具、塗料、接着剤などから放出されるベンゼン、トルエン、アルカン、アルコール類と言った様々な揮発性有機化合物(以下、VOCと記す)によるシックハウス症候群が問題となっており、いくつかのVOCについては、濃度測定における公定法が定められている。その為、化学物質に合わせた化学センサーについての研究がなされており、化学センサーの感応材料についてもいろいろな提案がなされている。 例えば、特許文献2には、金属フタロシアニン錯体を用いたVOCセンサーについて記載がある。特許文献3には、ポリフィリン感応膜を形成し、水素イオン、フッ酸、金属イオン濃度などを測定するイオン濃度測定用イオンセンサーについて記載がある。しかしながら、検出対象となるVOCには様々な種類があるため、感応材料には特定の分子を選択的に認識する選択性が求められるが、そのような感応材料は、見出されていない。

産業上の利用分野


本発明は、金属イオンと有機配位子からなる配位高分子化合物及びその製造方法、並びに該配位高分子化合物を用いたセンサー素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(i)Zn2+イオンと
以下の式1の蛍光原性有機配位子と
テレフタル酸とが繰り返し単位を構成する配位高分子化合物(ホスト)、及び
(ii)揮発性有機化合物(VOC)(ゲスト)
が相互作用した、蛍光を発生する複合体。
【化1】



【請求項2】
前記揮発性有機化合物が、芳香族化合物である、請求項1に記載の複合体。

【請求項3】
前記芳香族化合物が、置換基を1~5個有していてもよいベンゼン、置換基を1~5個有していてもよいピリジン、置換基を1~5個有していてもよいピロール、置換基を1~5個有していてもよいイミダゾール、置換基を1~5個有していてもよいチオフェン又は置換基を1~5個有していてもよいフランである、請求項2に記載の複合体。

【請求項4】
前記芳香族化合物が、ベンゾニトリル、ベンゼン、トルエン、オルトキシレン、メタキシレン、パラキシレン、アニソール又はヨードベンゼンである、請求項3に記載の複合体。

【請求項5】
Zn2+イオンと、
以下の式1の蛍光原性有機配位子と、
テレフタル酸と
が繰り返し単位を構成する配位高分子化合物を、蛍光による変化に基づいて、揮発性有機化合物(VOC)の検出に用いたセンサー素子。
【化2】


国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010130293thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 北川統合細孔 領域
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