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キラル超分子結晶及びそれからなる固体触媒、並びにキラル超分子結晶の製造方法 コモンズ

国内特許コード P140010587
整理番号 P2012-236140
掲載日 2014年6月2日
出願番号 特願2012-236140
公開番号 特開2014-084436
登録番号 特許第5936192号
出願日 平成24年10月25日(2012.10.25)
公開日 平成26年5月12日(2014.5.12)
登録日 平成28年5月20日(2016.5.20)
発明者
  • 金 仁華
  • 松木囿 裕之
出願人
  • 学校法人神奈川大学
発明の名称 キラル超分子結晶及びそれからなる固体触媒、並びにキラル超分子結晶の製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】ナノシート状等といった反応場として付加価値の高い特異な形状であるキラルな酸塩基型錯体の超分子結晶、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】直鎖状ポリエチレンイミン骨格を備えたポリマーと、ジカルボン酸であり5以上の炭素原子を備えたキラル糖酸化合物と、を含んでなる酸塩基型錯体のキラル超分子結晶を用いる。この酸塩基型のキラル超分子結晶は、ナノシート状等といった反応場として付加価値の高い特異な形状となる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



近年、分子間相互作用により有機又は無機化合物を平衡又は非平衡状態で自己組織化させて得られる、特定の空間形状やナノメートルオーダーの規則的構造等を備えたナノ構造物が盛んに提案されている。これらのナノ構造物は、様々な組成の有機/無機複合ナノ材料を構築するための基盤として用いることができるばかりでなく、各種の材質からなるナノ構造体を形成するための鋳型としても用いることができることから、学際的分野や産業的分野等から関心を寄せられている。





このようなナノ構造物の例として、例えば特許文献1には、特定の化学構造を備えた界面活性剤を溶液中で自己組織化させ、その周囲でシリカ源となる化合物をゾルゲル反応させてメソポーラスシリカ粒子を形成させることが提案されている。また、特許文献2には、互いに相溶しない非水溶性及び水溶性である2種のポリマーからミクロな相分離構造を形成させ、これをもとに平均孔径1~200nmのシリンダー構造の細孔を備えた多孔質膜を形成させることが提案されている。また、生体高分子であるDNAやタンパク質が自己組織化により独特な立体構造を備えたナノ構造体となることもよく知られている。しかし、結晶性を備えたポリマーからなる結晶性のナノ構造物の例は少ない。





また、非特許文献1では、ポリ(リシン)の側鎖のアミノ基にエチレングリコールを結合させたポリマーとシリカ源との混合液中において、ポリマーの単結晶が形成された後、その単結晶がシリカと複合してポリマーとシリカとの複合体であるナノプレートに成長することが報告されている。しかしながら、シリカ源が存在しない状態で当該ポリマーの結晶由来のナノプレートを得るには至っていない。





一方、本発明者らは、既に、直鎖状ポリエチレンイミンの結晶化に着目し、その繊維状結晶及びその結晶体を反応場に用いることによる複雑階層シリカ構築を展開してきた。そして、本発明者らは、直鎖状ポリエチレンイミンと、炭素数が4のジカルボン酸である酒石酸とから酸塩基型錯体であるナノシート状の超分子結晶が生成することを見出した(特許文献3を参照)。ポリエチレンイミンは塩基性の二級アミノ基を持ち、また酒石酸は酸性のカルボキシル基を持つため、これら両者からなる結晶は、塩基触媒や酸触媒によって触媒される反応のための良好な反応場になると考えられる。また、このナノシート状結晶に、酸により加水分解されるアルコキシシランのようなシリカ源を添加することにより、このナノシート状の超分子結晶を鋳型として、ナノサイズのシリカシートを作製することも可能と考えられる。

産業上の利用分野



本発明は、キラル超分子結晶及びそれからなる固体触媒、並びにキラル超分子結晶の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
直鎖状ポリエチレンイミン骨格を備えたポリマーと、ジカルボン酸であり5以上の炭素原子を備えたキラル糖酸化合物と、を含んでなる酸塩基型錯体のキラル超分子結晶。

【請求項2】
前記糖酸化合物として、アルトラル酸、グルカル酸、マンナル酸、グルロン酸、イダル酸、ガラクタル酸及びタルロン酸からなる群より選択される少なくとも一つを含む請求項1記載のキラル超分子結晶。

【請求項3】
シート状のナノ構造体であり、
前記ナノ構造体と、複数の前記ナノ構造体同士で形成される空間と、を内部に備え、径が5~50μmの粒子であるナノ複合体を形成している請求項1又は2記載のキラル超分子結晶。

【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項記載のキラル超分子結晶からなり、当該超分子結晶に含まれるカルボキシル基及び塩基性窒素原子により、酸又は塩基の存在下で促進される化学反応を触媒することが可能な固体触媒。

【請求項5】
直鎖状ポリエチレンイミン骨格を備えたポリマーの水溶液を調製するポリマー水溶液調製工程と、
ジカルボン酸であり5以上の炭素原子を備えたキラル糖酸化合物の水溶液を調製する糖酸水溶液調製工程と、
前記ポリマーの水溶液と前記キラル糖酸化合物の水溶液とを混合させて混合水溶液を得る混合工程と、
前記混合水溶液を放置して、当該水溶液中に前記ポリマーと前記キラル糖酸化合物との酸塩基型錯体を析出させる析出工程と、を備えたキラル超分子結晶の製造方法。

【請求項6】
前記混合工程にて混合される2つの水溶液が加温されており、加温された水溶液同士から調製された混合水溶液を前記析出工程にて冷却放置する、請求項5記載のキラル超分子結晶の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012236140thum.jpg
出願権利状態 登録
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