CN113195801A - 晶体、晶体的制造方法、以及使硅烷醇化合物自组装化的方法 - Google Patents

晶体、晶体的制造方法、以及使硅烷醇化合物自组装化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种晶体，所述晶体包含多个从由下述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，并且具有通过由所述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用。
Figure DDA0003101793750000011

Description

晶体、晶体的制造方法、以及使硅烷醇化合物自组装化的方法
技术领域
本发明涉及晶体、晶体的制造方法、以及使硅烷醇化合物自组装化的方法。
技术背景
通过在原子级别控制而构建物质，发现了迄今为止没有的物性，可以成为有用的材料。例如，富勒烯、碳纳米管、石墨烯是碳在0维、1维、2维组建而成的纳米碳材料，分别具有独特的物性。
SiO2与碳一样无穷尽地存在于地球上，是至今为止持续使用的材料。作为获得像纳米碳材料那样在原子级别控制SiO2而构建出的SiO2材料的方法，认为将组建SiO2的基本单位即原硅酸(Si(OH)4)的方法是有效率的。
已知可以通过在例如Pd或Pt/C催化剂存在下，使具有能够由氢解除去的苄基保护基的硅化合物反应的方法来合成并分离Si(OH)4(非专利文献1)。另外，通过上述方法已经成功地合成并分离了Si(OH)4的二聚体，环状三聚体、环状四聚体。这些Si(OH)4的二聚体、环状三聚体、环状四聚体等低聚体也用作用于获得SiO2材料的原料。
[化学式1]
Figure BDA0003101793730000011
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：自然通讯(Nature Communications),2017,8,140.
发明内容
技术问题
为了得到在原子级别控制SiO2而构建出的SiO2材料，考虑如上述那样组建作为SiO2的基本单位的原硅酸(Si(OH)4)的方法。如上所述，虽然实现了Si(OH)4和Si(OH)4的二聚体、环状三聚体和环状四聚体的分离，但是为了得到SiO2材料，需要适合于更有效地进行控制而组建SiO2的基本单位的原料。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于为了获得SiO2材料而提供有用的原料。
技术方案
本发明者们为了解决上述课题，经反复深入研究的结果发现，预定的Si(OH)4的低聚体在原子级别被控制的同时进行自组装化，得到该低聚体规则排列而成的晶体，从而完成了本发明。
即，本申请提供以下发明。
[1]
一种晶体，其包含多个从由下述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，并且具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用。
[化学式2]
Figure BDA0003101793730000021
[2]
根据[1]记载的晶体，其具有上述硅烷醇化合物通过介由上述氢键的相互作用线形排列而成的一维结构。
[3]
根据[1]记载的晶体，其具有上述硅烷醇化合物通过介由上述氢键的相互作用平面排列而成的二维结构。
[4]
根据[1]记载的晶体，其具有上述硅烷醇化合物通过介由上述氢键的相互作用立体排列而成的三维结构。
[5]
根据[1]至[4]中任一项记载的晶体，其包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质。
[6]
一种晶体的制造方法，上述晶体是[1]至[5]中任一项记载的晶体，上述晶体的制造方法包括：
准备包含上述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及
根据需要，进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过针对该溶液的蒸汽扩散法来进行重结晶化的工序。
[7]
一种晶体的制造方法，上述晶体是[1]至[5]中任一项记载的晶体，上述晶体的制造方法包括：
准备包含上述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及
根据需要，进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过减压浓缩该溶液来进行重结晶化的工序。
[8]
一种晶体的制造方法，上述晶体是权利要求1至5中任一项记载的晶体，上述晶体的制造方法包括：
准备包含上述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及
根据需要，进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过冷却该溶液从而进行重结晶化的工序。
[9]
一种制造方法，其是包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质的晶体(P)的制造方法，上述制造方法包括：
准备晶体(S)的工序，上述晶体(S)包含多个从由下述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，并且包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第一物质；以及
通过使上述晶体(S)与从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第二物质接触，而将上述晶体(S)中所包含的上述第一物质的至少一部分置换为上述第二物质，从而得到晶体(P)的工序。
[化学式3]
Figure BDA0003101793730000041
[10]
根据[9]记载的制造方法，准备上述晶体(S)的工序包括：
准备包含上述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及
根据需要，进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的物质，并通过针对该溶液的蒸汽扩散法、或通过减压浓缩该溶液、或通过冷却该溶液，从而进行重结晶化的工序。
[11]
一种使硅烷醇化合物自组装化的方法，包括通过针对溶液的蒸汽扩散法、或者减压浓缩该溶液、或者冷却该溶液，形成通过氢键的相互作用的工序，上述溶液包含从由下述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种上述硅烷醇化合物。
[化学式4]
Figure BDA0003101793730000042
发明效果
根据本发明，能够提供Si(OH)4的低聚体规则地排列而成的晶体。
附图说明
图1是对示意地表示的从斜视方向观察到的排列的结构中的面1和面2进行说明的图。
图2是表示在实施例1中制造出的晶体(一维(棒状)结构)的由单晶X射线晶体结构分析确定的晶体结构的图。
图3是表示在实施例3中制造出的晶体(二维(片状)结构)的由单晶X射线晶体结构分析确定的晶体结构的图。
图4是表示在实施例5中制造出的晶体(三维(纳米蜂窝状)结构)的由单晶X射线晶体结构分析确定的晶体结构的图。
具体实施方式
以下，虽然对本发明进行了详细的说明，但是本发明不限于此，可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。
[晶体]
本发明的晶体包括从由下述式(1)表示的六聚体(以下，仅称为“六聚体”)、由式(2)表示的八聚体(以下，仅称为“八聚体”)、以及由式(3)表示的十聚体(以下，仅称为“十聚体”)组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物。另外，构成本发明的晶体的化合物的数量为多个。而且，本发明的晶体具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用。
[化学式5]
Figure BDA0003101793730000051
本发明的晶体所包含的多个硅烷醇化合物彼此通过由该硅烷醇化合物中的至少一个羟基形成的氢键而进行相互作用。
本发明的通过氢键的相互作用是，晶体中的任意硅烷醇化合物分子中所包含的羟基的氢原子与其他的分子的硅烷醇化合物中的氧原子的非共用电子对之间形成的非共价键性的相互作用。通过氢键的相互作用优选形成在硅烷醇化合物彼此的羟基中的氢和氧之间。
本说明书中的晶体是固体，包括硅烷醇化合物彼此因通过氢键的相互作用而规则地排列的集合。上述集合的硅烷醇化合物彼此可以排列成链状，也可以排列成环状。
可以通过进行晶体的X射线晶体结构分析来确认是包括通过硅烷醇化合物彼此的氢键的相互作用的晶体的情况。
本发明的晶体包括多个从由上述六聚体、八聚体和十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物。优选列举包括多个六聚体的硅烷醇化合物的晶体(I)、包括多个八聚体的硅烷醇化合物的晶体(II)、或包括多个十聚体的硅烷醇化合物的晶体(III)作为本发明的晶体。另外，本发明的晶体可以包括多个从由六聚体的硅烷醇化合物、八聚体的硅烷醇化合物、以及十聚体的硅烷醇化合物组成的组中选择的至少两种硅烷醇化合物。而且本发明的晶体可以是至少两种晶体的混合，例如，可以是从由上述晶体(I)、晶体(II)和晶体(III)组成的组中选择的至少两种的混合。
在本发明的晶体中，形成硅烷醇化合物的氢键的羟基是任意的。即，形成硅烷醇化合物的氢键的羟基可以是六聚体的六个羟基中的任一个，可以是八聚体的八个羟基中的任一个，也可以是十聚体的十个羟基中的任一个。
形成硅烷醇化合物的氢键的羟基的数量为每个分子一个以上即可。
但是，从形成晶体的观点来看，在硅烷醇化合物排列成链状的集合的情况下，除了末端的硅烷醇化合物以外，形成硅烷醇化合物的氢键的羟基的数量为每个分子两个以上。
另外，在硅烷醇化合物排列成环状的集合的情况下，形成硅烷醇化合物的氢键的羟基的数量为每个分子两个以上。
在本发明的晶体包括六聚体的硅烷醇化合物，并且，该硅烷醇化合物呈链状的集合的情况下，除了链状的集合的末端的硅烷醇化合物以外，形成氢键的羟基的数量可以是每个分子两个、三个、四个、五个、六个中的任一种。另外，在本发明的晶体包括六聚体的硅烷醇化合物，并且，该硅烷醇化合物排列成环状的集合的情况下，形成氢键的羟基的数量可以是每个分子两个、三个、四个、五个、六个中的任一种。
在本发明的晶体包括八聚体的硅烷醇化合物，并且，该硅烷醇化合物呈链状的集合的情况下，除了链状的集合的末端的硅烷醇化合物以外，形成氢键的羟基的数量可以是每个分子两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个中的任一种。另外，在本发明的晶体包括八聚体的硅烷醇化合物，并且，该硅烷醇化合物排列成环状的集合的情况下，形成氢键的羟基的数量可以是每个分子两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个中的任一种。
在本发明的晶体包括十聚体的硅烷醇化合物，并且，该硅烷醇化合物呈链状的集合的情况下，除了链状的集合的末端的硅烷醇化合物以外，形成氢键的羟基的数量可以是每个分子两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个中的任一种。另外，在本发明的晶体包括十聚体的硅烷醇化合物，并且，该硅烷醇化合物排列成环状的集合的情况下，形成氢键的羟基的数量可以是每个分子两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个中的任一种。
本发明的晶体所包含的六聚体、八聚体和十聚体的硅烷醇化合物自组装化而规则地排列成集合。以下，虽然举例示出了六聚体、八聚体和十聚体的硅烷醇化合物的形式，但在本说明书中，在六聚体、八聚体和十聚体的结构中，如下所述，有时也通过省略一个Si-O-Si键并用一个边表示并且省略OH基，从而如下所述地省略记载式(1)、式(2)和式(3)的结构。
[化学式6]
Figure BDA0003101793730000071
虽然对排列的形式没有特别的限定，但是能够列举例如，硅烷醇化合物排列为线形的一维结构。
作为六聚体、八聚体、十聚体的一维结构，虽然没有特别的限制，但是能够列举例如，下述表1-1、表1-2、表2、表3-1、表3-2、表4所示的结构。应予说明，这些表中所示的结构旨在通过表示硅烷醇化合物的配置和/或硅烷醇化合物中的环状硅烷醇的面的朝向，示意性地表示构成一维结构的硅烷醇化合物的排列，本发明中的一维结构可以允许硅烷醇化合物偏离这些示意性表示的排列的情况和/或环状硅烷醇的面偏离排列的轴的情况。
下述表1-1、表1-2、表2、表3-1、表3-2、表4所示的结构中，只要是以能够完成该排列的方式形成的氢键即可，氢键的样式是任意的。因此在下述表1-1、表1-2、表2、表3-1、表3-2、表4所示的结构中，省略氢键的记载。在本说明书中，氢键的样式是指在硅烷醇化合物间形成的氢键的数量和位置。另外，排列的硅烷醇化合物的数量当然不限于各表所示的数量。
例如，在表1-1的形式4中，可以是例如下述的结构A和B所示的氢键的样式，尽管是一个形式，但是其氢键的形成数量和位置是任意的。
[化学式7]
Figure BDA0003101793730000081
在本说明书中，
[化学式8]
Figure BDA0003101793730000082
所示的硅烷醇化合物间的键是至少包括下述氢键
[化学式9]
Figure BDA0003101793730000091
的键的省略，另外，在下述的表中，该键被省略。除了上述氢键之外，该键还可以包括基于与其他硅烷醇化合物的羟基的相互作用和/或与有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质等物质的相互作用的氢键。
但是，在上述结构A和B中，键指单独的氢键。
另外，在表中，面1是从图1的方向1(纸面上，从上部)对从斜视方向观察到的排列的结构进行观察而得的排列的结构，面2是从图1的方向2(纸面上，从面前)对从斜视方向观察到的排列的结构进行观察而得的排列的结构。
[表1]
表1-1
Figure BDA0003101793730000101
[表2]
续表1-1
Figure BDA0003101793730000111
[表3]
表1-2
Figure BDA0003101793730000121
[表4]
续表1-2
Figure BDA0003101793730000131
[表5]
表2
Figure BDA0003101793730000141
[表6]
续表2
Figure BDA0003101793730000151
[表7]
表3-1
Figure BDA0003101793730000161
[表8]
续表3-1
Figure BDA0003101793730000171
[表9]
表3-2
Figure BDA0003101793730000181
如上所述，本发明的晶体可以包括硅烷醇化合物彼此排列成环状的集合。此时，呈环状的集合时的硅烷醇化合物的数量是任意的，但是在六聚体、十聚体的硅烷醇化合物中，可以分别通过例如6个的集合(形式19)和10个(形式20)的集合形成环。另外，本发明的晶体也可以具有通过形式19和形式20等环状的集合的一维结构彼此各自经由面1重叠而形成的层叠结构。
[表10]
表4
Figure BDA0003101793730000191
以下，以上述表中示出的排列形式为例对氢键的样式进行说明。
作为形成上述线形排列的一维结构的氢键的样式，例如，可列举一个硅烷醇化合物所包含的两个羟基分别与其他硅烷醇化合物的羟基因氢键的相互作用而形成的样式，形成氢键的两个羟基可以是一个硅烷醇化合物中的相邻的硅原子上的两个羟基，也可以是相距一个以上硅氧烷键(-O-Si-O-键)的硅原子上的两个羟基。这里，“相邻的硅原子”是指相对于某个硅原子，处于隔着一个氧原子的位置的硅原子，“相距一个以上硅氧烷键的硅原子”是指对于某个硅原子，处于隔着两个以上的氧原子和一个以上的硅原子位置的硅原子。换言之，“相邻的硅原子”指的是相对于某个硅原子，处于隔着n为0的下述式(a)所表示的结构的位置的硅原子，“相距一个以上硅氧烷键的硅原子”指的是相对于某个硅原子，处于隔着n为1以上的整数的下述式(a)所表示的结构的位置的硅原子。
O-(Si-O)n…(a)
(式中，n表示0以上的整数。)
在上述集合通过相邻的硅原子上的两个羟基的氢键形成的情况下，一维结构能够优选列举出上述表1-1中的形式1、2和3的排列、上述表1-2中的形式5和6、上述表2中的形式9和10以及表3-1中的形式14。
上述表1-1中的形式1的排列、上述表2中的形式9和表3-1中的形式14的氢键的键样式分别用例如以下的i-1、i-2和i-3表示。
[化学式10]
Figure BDA0003101793730000201
(在上述结构中，虚线表示氢键。)
另外，作为上述集合通过相邻的硅原子上的两个羟基的氢键形成的情况下的一维结构，如形式5和6所示，可列举通过某个六聚体的上侧的硅原子上的羟基与另一个六聚体的下侧的硅原子上的羟基形成氢键，上述某个六聚体的与上侧的硅原子相邻的下侧的硅原子上的羟基进一步与又一个六聚体的上侧的硅原子上的羟基形成氢键，如此重复，从而形成的一维结构(参照下述结构)。应予说明，上下的位置关系设为基于结构式所示的纸面上的位置关系(以下相同)
[化学式11]
Figure BDA0003101793730000211
同样，作为上述集合通过相邻的硅原子上的两个羟基的氢键形成的情况下的一维结构，如形式10所示，可列举通过某个八聚体的上侧的硅原子上的羟基与另一个八聚体的下侧的硅原子上的羟基形成氢键，上述某个八聚体的与上侧的硅原子相邻的上侧的硅原子上的羟基进一步与又一个八聚体的下侧的硅原子上的羟基形成氢键，如此重复，从而形成的一维结构(参照下述结构)。
[化学式12]
Figure BDA0003101793730000212
进一步来说，同样地，作为上述集合通过相邻的硅原子上的两个羟基的氢键形成的情况下的一维结构，如形式17所示，通过某个十聚体的上侧的硅原子上的羟基与另一个十聚体的下侧的硅原子上的羟基形成氢键，上述某个十聚体的与上侧的硅原子相邻的下侧的硅原子上的羟基进一步与又一个十聚体的上侧的硅原子上的羟基形成氢键，如此重复，从而形成的一维结构(参照下述结构)。
[化学式13]
Figure BDA0003101793730000221
在上述集合由相距一个以上的硅氧烷键的硅原子上的两个羟基的氢键形成的情况下，一维结构可以优选列举上述表1-1中的形式4、上述表2中的形式12和上述表3-1中的形式16。上述表1-1中的形式4、上述表2中的形式12和表3-1中的形式16的氢键的键样式分别用例如以下的ii-1、ii-2和ii-3来表示。
[化学式14]
Figure BDA0003101793730000231
(在上述结构中，虚线表示氢键。)
另外，作为在上述集合通过相距一个以上硅氧烷键的硅原子上的两个羟基的氢键形成的情况下的一维结构，如形式11所示，可列举通过某个八聚体的上侧的硅原子上的羟基与另一个八聚体的上侧的硅原子上的羟基形成氢键，上述某个八聚体的与上侧的硅原子相距一个硅氧烷键(即，处于夹着n为1的上述式(a)所表示的结构的位置)的上侧的硅原子上的羟基进一步与又一个八聚体的上侧的硅原子上的羟基形成氢键，如此重复，从而形成的一维结构(参照下述结构)。
[化学式15]
Figure BDA0003101793730000241
应予说明，同样地，作为上述集合通过相距一个以上的硅氧烷键的硅原子上的两个羟基的氢键形成的情况下的一维结构，如形式13所示，可列举通过某个十聚体的上侧的硅原子上的羟基与另一个十聚体的上侧的硅原子上的羟基形成氢键，上述某个十聚体的与上侧的硅原子相距一个硅氧烷键(即，处于夹着n为1的上述式(a)所表示的结构的位置)的上侧的硅原子上的羟基进一步与又一个十聚体的上侧的硅原子上的羟基形成氢键，如此重复，从而形成的一维结构(参照下述结构)。
[化学式16]
Figure BDA0003101793730000242
另外，同样地，作为上述集合通过相距一个以上的硅氧烷键的硅原子上的两个羟基的氢键形成的情况下的一维结构，如形式15所示，可列举通过某个十聚体的上侧的硅原子上的羟基与另一个十聚体的下侧的硅原子上的羟基形成氢键，上述某个十聚体的与上侧的硅原子夹着一个或两个硅氧烷键(即，处于夹着n为1或2的上述式(a)所表示的结构的位置)的下侧的硅原子上的羟基进一步与又一个十聚体的上侧的硅原子上的羟基形成氢键，如此重复，从而形成的一维结构(参照下述结构)。
[化学式17]
Figure BDA0003101793730000243
作为上述线形排列的一维结构，可列举例如一个硅烷醇化合物所包含的四个羟基与其他硅烷醇化合物的羟基通过氢键的相互作用而形成的集合。
作为一维结构，具体来说，可列举在一个硅烷醇化合物所包含的四个羟基之中与相邻的硅键合的两个羟基分别与另一个硅烷醇化合物的与相邻的硅原子键合的两个羟基形成氢键，上述一个硅烷醇化合物所包含的剩下的与相邻的硅原子键合的两个羟基进一步分别与又一个硅烷醇化合物的相邻的硅原子键合的两个羟基形成氢键的结构，可以优选列举上述表1-1中的形式1和2、上述表1-2中的形式7、上述表2中的形式9、10、11、以及表3-1中的形式13、14、15、16。上述表1-1中的形式1、上述表2中的形式11和表3-1中的形式14的氢键的键样式虽然例如由以下的iii-1、iii-2和iii-3所示，但不限于此。
应予说明，iii-1、iii-2和iii-3所表示的结构也被称为梯(ladder)状。
[化学式18]
Figure BDA0003101793730000251
(在上述结构中，虚线表示氢键。)
作为一维结构，例如，如形式8、9和18所示，可列举以环状硅烷醇面彼此重叠的方式排列的结构。
作为一维结构，具体来说，可列举一个硅烷醇化合物所包含的环状硅烷醇的面与其他硅烷醇化合物的环状硅烷醇的面通过氢键而相互作用的结构(以下，也称为棒状结构)，虽然用例如以下的iv-1、iv-2和iv-3表示，但不限于此。在硅烷醇化合物是式(1)所表示的六聚体的情况下，上述环状硅烷醇的面优选为六元环的面，在硅烷醇化合物是用式(2)所表示的八聚体的情况下，上述环状硅烷醇的面优选为八元环的面，在硅烷醇化合物是用式(3)所表示的十聚体的情况下，上述环状硅烷醇的面优选为十元环的面。
[化学式19]
Figure BDA0003101793730000261
(上述结构中，虚线是包括下述氢键的结构；是包括
[化学式20]
Figure BDA0003101793730000262
的键的省略。)
iv-1、iv-2和iv-3通过以面彼此重叠的方式排列而呈棒状。应予说明，在上述的iv-1、iv-2和iv-3中，以面彼此重叠的方式排列而形成氢键网即可，不需要所有的羟基都形成氢键。
另外，作为棒状结构，可列举在六聚体、十聚体的硅烷醇化合物的排列中，该六聚体、十聚体的环四硅氧烷骨架的面彼此通过氢键而相互作用的结构。具体来说，可列举形式2和形式14所表示的排列形式。在形式2和形式14所表示的排列形式中，以面彼此重叠的方式排列而形成氢键网即可，不需要所有的羟基都形成氢键。
包括上述的一维结构在内，在下述表5示出一维结构的示例。但是，一维结构不限于此。例如，在下述表5中，一个分子中的氢键的数量是偶数，但一个分子中的氢键的数量也可以是奇数。例如，如上述所示例，通过与另一个硅烷醇化合物之间形成一个氢键，进一步与又一个硅烷醇化合物之间形成两个氢键等，从而使一个分子中的氢键的数量为奇数。
[表11]
Figure BDA0003101793730000281
[表12]
Figure BDA0003101793730000291
在上述的一维结构中，与一个硅烷醇化合物所包含的一个硅原子键合的每一个羟基与其他的硅烷醇化合物的羟基之间形成的氢键的数量为1。另一方面，上述羟基能够形成的氢键的数量可以在2以上，并且能够进一步与另一个硅烷醇化合物的羟基形成氢键。通过进一步与另一个硅烷醇化合物的羟基形成氢键，晶体成为在二维和三维排列的结构。
即，本发明的晶体可以是具有硅烷醇化合物通过介由氢键的相互作用而平面排列而成的二维结构的晶体，并且可以是具有硅烷醇化合物通过介由氢键的相互作用而立体排列而成的三维结构的晶体。
本发明的具有二维结构的晶体只要是硅烷醇化合物平面排列而成的结构，对氢键的键合形式就没有特别的限定。这里，本说明书中的平面排列而成的结构可以是指多个硅烷醇化合物在X轴方向和Y轴方向这两个方向规则排列而成的结构。
作为本发明的具有二维结构的晶体，例如，能够列举上述一维结构进一步与另一个一维结构通过氢键相互作用而平面排列而成的结构。另外，在本发明的二维结构中，包括平面排列而成的结构的末端彼此进行基于氢键的相互作用，从而变成环状的结构。
对于具有二维结构的晶体来说，可以优选列举通过使上述棒状结构的一维结构中的长边方向的一边与另一个一维结构中的长边方向的一边介由氢键而进行相互作用，从而平面地形成的结构，具体来说，用以下的v表示，但不限于此。
[化学式21]
Figure BDA0003101793730000311
(在上述结构中，虚线是包括下述氢键的结构；是包括
[化学式22]
Figure BDA0003101793730000312
的键的省略)
对于二维结构之一来说，如用v所示，通过使一维结构中的长边方向的一边与另一个一维结构中的长边方向的一边介由氢键而进行相互作用，从而平面地形成。
这里，一维结构彼此的氢键的样式例如，如下示意性地表示。应予说明，下述的氢键的样式为一个示例，由氢键形成的网络结构(氢键的方向)不受限制。
[化学式23]
Figure BDA0003101793730000321
本发明的具有三维结构的晶体只要是硅烷醇化合物立体排列而成的结构，氢键的键样式就没有特别的限定。这里，本说明书中的立体排列而成的结构可以是指多个硅烷醇化合物在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向这三个方向规则排列而成的结构。
作为本发明的具有三维结构的晶体，例如，能够列举上述三维结构进一步与其他的多个一维结构通过氢键相互作用而立体排列而成的结构。另外，对于具有三维结构的晶体来说，可以优选列举通过使上述棒状结构的一维结构中的长边方向相邻的两个边分别与不同的一维结构中的长边方向的一边通过氢键相互作用，从而立体地形成的结构，具体来说，用以下的vi表示(以下，也称为纳米蜂窝状)，但不限于此。
[化学式24]
Figure BDA0003101793730000331
(在上述结构中，虚线是包括下述氢键的结构；是包括
[化学式25]
Figure BDA0003101793730000332
的键的省略。)
如后所述，本发明的晶体能够通过从包含硅烷醇化合物和根据需要的有机化合物的溶液重结晶来制备，所获得的晶体中也可以包含有机化合物。晶体所包含的物质不限于制造时使用的溶剂和/或添加的有机化合物，例如也可以是过渡金属配合物、无机物、单质。
有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质可以包含在硅烷醇化合物通过介由氢键的相互作用排列而成的集合之间，在晶体具有纳米蜂窝状的三维结构的情况下，有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质可以包含在纳米蜂窝结构中。
晶体所包含的物质即有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质虽然没有特别的限定，但是优选分子量为2～1000g/mol。
作为晶体所包含的物质，虽然没有特别的限定，但是列举有例如，氢(氢气)、氮(氮气)、氦、乙醚、二异丙醚、叔丁基乙醚、呋喃、甘油甲醚、烯丙基缩水甘油醚、异丙基缩水甘油醚、丙炔基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、1,2-环氧丁烷、3,4-环氧-1-丁烯、1,2:3,4-二环氧丁烯、1,2:5,6-二环氧丁烷、1,2:7,8-二环氧辛烷、丁二醇二缩水甘油醚、1,2-环氧环己烷、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、四氢呋喃、四氢噻吩、1,3-二氧戊环、碳酸亚乙酯、1,4-二噁烷、1,3,5-三噻烷、噻吩、硒酚、2,5-二溴硒酚、碲吩、恶唑、异恶唑、异噻唑、吡唑、咪唑、噻唑、1H-1,2,3-三氮唑、1,2,4-三氮唑、1H-四唑、吡啶、对二氮苯、三嗪、苯并恶唑、1,2-苯并异恶唑、2,1-苯并异恶唑、1,2-苯并异噻唑-3(2H)-1、吲哚、苯并咪唑、1,3-苯并二恶唑、苯并噻唑、2,1,3-苯并噻唑、吲唑、1,2,3-苯并三唑、吡唑并[3,4-b]吡啶、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸-2-甲氧基乙酯、1,4-苯二异氰酸酯、1,4-苯异硫氰酸酯、1,5-二异氰基萘、方酸(3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2-二酮)、巴豆酸(4,5-二羟基-4)-环戊烯-1,2,3-三酮)、二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二甲基脲、四甲基脲、环戊酮、环己酮、1,2-环己二酮、1,3-环己二酮、1,4-环己二酮、1,4-苯醌、四氟-1,4-苯醌、对苯二酚、1,2-萘醌、1,4-萘醌、2-甲基-1,4-萘醌、蒽醌、1,4-蒽醌、苯、甲苯、二甲苯、1,2-双(溴甲基)苯、1,4-二溴-2,5-二甲基苯、1,4-二溴-2,5-双(溴甲基)苯、1,2-二溴-4,5-二甲基苯、1,4-二溴-2,5-二甲基苯、1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯、1,4-双(三甲基甲硅烷基)苯、1,4-双(羟基二甲基甲硅烷基)苯、苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,3,4,5,6-五氟苯乙烯、萘、2,3-二甲基萘、2,6-二甲基萘、2,7-二甲基萘、2,6-二溴萘、2,7-二溴萘、苯并[b]噻吩、5-溴苯并[b]噻吩、6-溴苯并[b]噻吩、蒽、并四苯、并五苯、2,3-二甲基蒽、2-溴蒽、2,6-二溴蒽、咔唑、2-溴咔唑、3-溴咔唑、2,7-二溴咔唑、3,6-二溴咔唑、二苯并噻吩、3-溴二苯并噻吩、2,8-二溴二苯并噻吩、3,7-二溴二苯并噻吩、4,6-二溴二苯并噻吩、2-碘二苯并噻吩、2,8-二碘二苯并噻吩、2,8-二甲基二苯并噻吩、苯并[1,2-b':4,5-b']二噻吩、2,6-二溴苯并[1,2-b':4,5-b']二噻吩、2,8-二甲基蒽并[2,3-b:6,7-b']二噻吩、菲并[1,2-b:8,7-b']噻吩、噻吩[3,2-b]并噻吩、3-溴噻吩并[3,2-b]噻吩、2,5-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩、2,5-二(2-噻吩基)噻吩并[3,2-b]噻吩、3,6-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩、噻吩并[2,3-b]噻吩、2-溴噻吩并[2,3-b]噻吩、2,5-二溴噻吩并[2,3-b]噻吩、3,4-二溴噻吩并[2,3-b]噻吩、双噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩、2,6-二溴二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩、3,5-二溴二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩、联苯、对三联苯、4-溴-对三联苯、4,4”-二溴-对三联苯、4-溴联苯、4,4'-二溴联苯、2,2'-联噻吩、3,3'-二溴-2,2'-联噻吩、5,5'-二溴-2,2'-联噻吩、3,3',5,5'-二溴-2,2'-联噻吩、2,2'-联噻吩-5-甲醛、5-溴-2,2'-二噻吩-5'-甲醛、2,2'-联噻吩-5,5'-二甲醛、三联噻吩、5,5”-二溴-2,2':5',2”-三联噻吩、5”-溴-2,2':5',2“-三联噻吩-5-甲醛、2,2':5',2”-三联噻吩-5,5”-二甲醛、α-四噻吩、α-五联噻吩、α-六噻吩、α-七噻吩、1,4-环己二烯、1-甲基-1,4-环己二烯、偶氮苯、3,3'-二甲基偶氮苯、反式-二苯乙烯、反式-4-溴二苯乙烯、4,4'-二溴-反式二苯乙烯、4-甲基-反式-二苯乙烯、4,4'-二甲基-反-二苯乙烯、1,4-二乙炔基苯、二苯乙炔、1-乙炔基-4-(苯基乙炔基)苯、金刚烷、1,3-二甲基金刚烷、1-溴金刚烷、2-溴金刚烷、3-溴金刚烷、1,3-二溴金刚烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、二十一烷、二十二烷、二十三烷、二十四烷、己二腈、富马酸腈、四氰基乙烯、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基二硅氧烷、1,1,3,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、1,1,1,3,3,5,5,5-八甲基三硅氧烷、1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基四硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基四硅氧烷、十甲基四硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-十甲基五硅氧烷、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-十二烷基甲基六硅氧烷、二茂铁、镍茂、钌茂、二茂铬、二茂锰、二茂钴、二茂锇、二茂钒、乙酰丙酮双(乙烯)铑、(2,4-戊二酮)锂、双(2,4-戊二酮)铍、双(2,4-戊二酮)镁、双(2,4-戊二酮)钙、双(2,4-戊二酮)锰、双(2,4-戊二酮)钴、双(2,4-戊二酮)镍、双(2,4-戊二酮)铜、双(2,4-戊二酮)钯、双(2,4-戊二酮)铂、三(2,4-戊二酮)铬、三(2,4-戊二酮)钴、三(2,4-戊二酮)镓、三(2,4-戊二酮)铟、三(2,4-戊二酮)铱、三(2,4-戊二酮)铁、三(2,4-戊二酮)镧、双(苯)铬、(苯)三羰基铬、二羰基环戊二烯基钴、三(环戊二烯基)钆、三(环戊二烯基)钇、环戊二烯基铟、双(环戊二烯基)镁、环戊二烯基三羰基锰、环庚三烯三羰基钼、三(环戊二烯基)钕、烯丙基氯化钯(二聚体)、双(环辛二烯)铁、环己二烯基三羰基铁、二羰基环戊二烯基碘铁、环戊二烯基二羰基铁二羰基(二聚体)、三羰基(环辛四烯)铁、乙酸铁(II)、(乙酰丙酮)(1,5-环辛二烯)铱、氯(1,5-环辛二烯)铱(二聚体)、氯双(乙烯)铱(二聚体)、(环庚三烯基)(环戊二烯基)钛、双(1,5-环辛二烯)镍、双(1,5-环辛二烯)铂、(三甲基)环戊二烯基铂、三(环戊二烯基)镨、环戊二烯三羰基铼、二羰基(2,4-戊二酮)铑、羟基(1,5-环辛二烯)铑(二聚体)、乙酰丙酮钠(降冰片二烯)铑、氯(1,5-环辛二烯)铑(二聚体)、乙酸铑(二聚体)、氯(降冰片二烯)铑(二聚体)、二羰基环戊二烯基钌(二聚体)三(环戊二烯基)钐、环戊二烯铊、二羰基双(环戊二烯基)钛、环戊二烯基四羰基钒、溴、碘、硫、汞等。
在本发明的晶体包含有机化合物、过渡金属配合物、无机物、单质的物质的情况下，如后所述，可以添加到包含用于重结晶的硅烷醇化合物的溶液中，也可以在得到的晶体中添加有机化合物、过渡金属配合物、无机物、单质的物质。
[晶体的制造方法]
本发明的晶体可以通过例如如下方法制造：制备包含六聚体、八聚体和十聚体的硅烷醇化合物的溶液，根据需要进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的物质，通过对该溶液的蒸汽扩散法进行重结晶化来制造；或者，根据需要进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的物质，将该溶液减压浓缩而重结晶化来制造；又或者，根据需要进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过冷却该溶液来制造。
即，本发明的晶体的制造方法之一包括：准备包含上述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及根据需要进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过对该溶液的蒸汽扩散法来进行重结晶化的工序。另外，本发明的晶体的制造方法之一包括：准备包含上述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及根据需要进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，通过将该溶液减压浓缩而进行重结晶化的工序。而且，本发明的晶体的制造方法之一包括：准备包含上述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及根据需要进一步向上述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过将该溶液冷却而进行重结晶化的工序。这里，冷却是指将上述溶液暂时加热，通过静置等进行降温，或者将上述溶液冷却到例如-80℃至10℃，优选-30℃至10℃。
这些方法也可以组合进行。
在上述的制造方法中，可以通过从包含上述硅烷醇化合物的溶液中蒸发溶剂，或者通过冷却该溶液，从而在硅烷醇化合物间生成基于氢键的相互作用。
本发明之一是使硅烷醇化合物自组装化的方法，该方法包括：通过针对包含从由六聚体、八聚体和十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物的溶液的蒸汽扩散法，或通过将该溶液减压浓缩，又或者将该溶液冷却，蒸发溶剂，从而形成通过氢键的相互作用的工序。
在本发明的晶体包含有机化合物、过渡金属配合物、无机物、单质的物质的情况下，本发明的晶体可以通过进一步将由如上所述重结晶化得到的晶体含浸于从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的物质或其溶液中的方法来制造。通过该方法，能够将通过上述重结晶化得到的晶体作为起始物质，从而得到包含各种有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质的晶体。
供含浸的晶体只要是本发明的晶体就没有特别的限定，具体来说，可以是具有上述硅烷醇化合物通过介由上述氢键的相互作用而线形排列的一维结构的晶体、具有上述硅烷醇化合物通过介由上述氢键的相互作用而平面排列的二维结构的晶体、具有上述硅烷醇化合物通过介由上述氢键的相互作用而立体排列的三维结构的晶体中的任一种。
在本说明书中，将含有作为原料的物质的晶体表示为晶体(S)，将在晶体(S)所包含的至少一部分物质被置换后且含有物质的晶体表示为晶体(P)。
通过上述含浸的方法，晶体(S)中的物质被置换为被含浸的物质，从而变成晶体(P)。认为该置换是：对于晶体(S)而言，在原本有机化合物、过渡金属配合物、无机物、单质的第一物质与硅烷醇化合物形成晶体结构的时候，由于在此有机化合物、过渡金属配合物、无机物、单质的第二物质过剩地存在、以及/或者与硅烷醇化合物的亲和性更高等原因，与第二物质的晶体结构优先形成引起的。
本发明之一是制造包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质的晶体(P)的方法。
上述晶体(P)的制造方法包括：
准备晶体(S)的工序，晶体(S)包含多个从由下述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，并且包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第一物质；以及
通过使上述晶体(S)与从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种的第二物质接触，而将上述晶体(S)中所包含的上述第一物质的至少一部分置换为上述第二物质，从而得到晶体(P)的工序。
这里，置换后的物质的至少一部分优选为与置换前的物质不同的物质。
即，本发明之一是晶体(P)的制造方法，上述晶体(P)包含多个从由式(1)表示的六聚体、由式(2)表示的八聚体、以及由式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，具有上述硅烷醇化合物线形排列而成的一维结构，并且包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，上述晶体(P)的制造方法包括：
准备晶体(S)的工序，上述晶体(S)包含多个从由上述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，具有上述硅烷醇化合物线形排列而成的一维结构，并且包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第一物质；以及
通过使上述晶体(S)与从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第二物质接触，而将上述晶体(S)中所包含的上述第一物质的至少一部分被置换为上述第二物质，从而得到晶体(P)的工序。
另外，本发明之一是晶体(P)的制造方法，上述晶体(P)包含多个从由式(1)表示的六聚体、由式(2)表示的八聚体、以及由式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，具有上述硅烷醇化合物平面排列而成的二维结构，并且包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，上述晶体(P)的制造方法包括：
准备晶体(S)的工序，上述晶体(S)包含多个从由上述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，具有上述硅烷醇化合物平面排列而成的二维结构，并且包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第一物质；以及
通过使上述晶体(S)与从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第二物质接触，而将上述晶体(S)中所包含的上述第一物质的至少一部分被置换为上述第二物质，从而得到晶体(P)的工序。
特别地，本发明的晶体具有纳米蜂窝状的三维结构，在该纳米蜂窝结构的内部包含有机化合物、过渡金属配合物、无机物、单质的物质的情况(将这种情况下的晶体也称为“含有物质的纳米蜂窝状晶体”)下，可以优选应用通过将利用上述重结晶化的方法制造出的晶体含浸于从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的物质或其溶液中来进行制造的方法。在通过包括上述重结晶化的工序的制造方法来制造含有物质的纳米蜂窝状晶体的情况下，有时根据物质的种类，难以将其包含在纳米蜂窝结构的内部。另一方面，在含浸物质的方法中，能够易于将作为原料的含有物质的纳米蜂窝状晶体中原本含有的有机化合物、过渡金属配合物、无机物、单质的物质置换为所含浸的物质，其结果是，能够制造包含难以包含在纳米蜂窝结构内部的物质的纳米蜂窝状晶体。
因此，本发明之一为晶体(P)的制造方法，上述晶体(P)具有纳米蜂窝状的三维结构，在该纳米蜂窝结构的内部包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质。
上述晶体(P)的制造方法包括：
准备晶体(S)的工序，晶体(S)包含多个从由上述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，具有通过由上述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，具有上述硅烷醇化合物通过介由上述氢键的相互作用立体排列而成的三维结构，并且包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第一物质；以及
通过使上述晶体(S)与从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第二物质接触，而将上述晶体(S)中所包含的上述第一物质的至少一部分与上述第二物质置换，从而得到晶体(P)的工序。
这里，本发明中的进行置换的工序可以进行两次以上。例如，在进行两次置换的工序的情况下，通过进行第一置换的工序将第一物质置换为第二物质，通过进行第二置换的工序将第二物质置换为第三物质。
晶体(S)例如可以通过上述晶体的制造方法来准备，具体来说，包括如下工序的制造方法来准备即可：准备包含从由上述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种化合物的溶液的工序；以及根据需要向上述溶液添加由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过针对该溶液的蒸汽扩散法、或者通过减压浓缩该溶液，或者通过冷却上述溶液，从而进行重结晶化的工序。晶体(S)优选通过如下制造方法进行准备，该制造方法包括：准备包含从由上述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种化合物的溶液的工序；以及向上述溶液添加上述第一物质，并通过针对该溶液的蒸汽扩散法、或者通过减压浓缩该溶液、或者冷却上述溶液，从而进行重结晶化的工序。
晶体(S)可以直接使用通过包括进行重结晶化的工序的制造方法而得的晶体，另外，也可以使用为了除去上述重结晶化的工序中未排列的硅烷醇化合物、和/或后述的六聚体、八聚体和十聚体的硅烷醇化合物的制造时的试剂等，而用溶剂清洗后的晶体。
作为溶剂，虽然没有特别限定，但是可以列举例如乙腈、乙醚、二异丙基醚、叔丁基乙基醚、呋喃、四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、1,4-二噁烷、二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四甲基脲、四乙基脲、乙酸乙酯、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、环己烷、己烷等。这些溶剂可以单独使用一种，也可以两种以上混合使用。
作为溶剂，在使用四氢呋喃、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二甲基乙酰胺、二甲基脲等极性溶剂的情况下，为了抑制晶体溶解，优选适当调整以抑制使用量。另外，为了在维持清洗能力的同时抑制晶体的溶解，可以以任意的比例配合使用上述极性溶剂和其他溶剂。
具体来说，可以通过使由包括进行重结晶化的工序的制造方法得到的晶体与溶剂接触后，分离液体与晶体来进行清洗。
与晶体(S)接触的有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质可以是液体，也可以是固体。在有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质是固体的情况下，优选使用将固体溶解在溶剂中而得的溶液与晶体(S)接触。另外，此时，溶剂优选使用体积大于三维晶体的纳米蜂窝状结构的细孔径的溶剂。通过使用上述体积大的溶剂，从而具有易于引起从晶体(S)所包含的物质的置换的倾向。
六聚体、八聚体和十聚体的硅烷醇化合物可以通过有机合成方法来制造。具体来说，可以如下制造。
六聚体、八聚体和十聚体的硅烷醇化合物可以分别通过包括如下工序的制造方法来适当地制造：使具有由下述式(1’)、(2’)或(3’)表示的结构的硅酸盐(以下，有时简称为“硅酸盐”)与二甲基亚砜(DMSO)中的酸解离常数pKa(以下，有时简称为“pKa(DMSO)”)为-1～20的酸性化合物(以下，有时简称为“酸性化合物”)反应，从而生成具有由下述式(c)表示的结构的硅烷醇化合物的质子交换工序(以下，有时简称为“质子交换工序”)。
具有由下述式(1’)、(2’)和(3’)表示的结构的硅酸盐可以通过有机合成方法来制造，也可以作为市售品获得。
[化学式26]
Figure BDA0003101793730000421
pKa(DMSO)表示根据DMSO中的酸性化合物的在25℃下的酸解离平衡的各成分的浓度算出的公知的数值。具体来说，是将通过下述式算出的数值Ka进行常用对数化而得的数值。
[数学式1]
Figure BDA0003101793730000422
Figure BDA0003101793730000423
作为硅酸盐中的Q+，可列举例如，锂离子(Li+)、钠离子(Na+)、钾离子(K+)等碱金属离子、镁离子(Mg2+)、钙离子(Ca2+)等碱土类金属离子、铁(III)离子(Fe3+)、铜(II)离子(Cu2 +)、锌离子(Zn2+)等过渡金属离子、铵离子(NH4 +)、四甲基铵离子(NMe4 +)、乙基三甲基铵离子(NEtMe3 +)、二乙基二甲基铵离子(NEt2Me2 +)、三乙基甲基铵离子(NEt3Me+)、四乙基铵离子(NEt4 +)、四丙基铵离子(NPr4 +)、四丁基铵离子(NBu4 +)等铵离子等。其中，优选钠离子(Na+)、钾离子(K+)、四甲基铵离子(NMe4 +)、四乙基铵离子(NEt4 +)、乙基三甲基铵离子(NEtMe3 +)。
酸性化合物是pKa(DMSO)为-1～20的化合物，pKa(DMSO)优选为0以上，更优选为1以上，进一步优选为3以上，并且优选为16以下，更优选为14以下，进一步优选为8以下。如果在上述范围内，则能够高效地制造硅烷醇化合物。酸性化合物只要pKa(DMSO)为-1～20，对具体的结构等就没有特别的限定。
作为酸性化合物，可以列举硝酸(pKa(DMSO)为1.4)、硫酸(pKa1(DMSO)为1.4、pKa2(DMSO)为14.7)、盐酸(pKa(DMSO)为2.1)、磷酸(pKa1(DMSO)为1.83、pKa2(DMSO)为6.43、pKa3(DMSO)为11.46)等无机酸、或醋酸、或者从具有用下述式(b-1)～(b-5)表示结构的化合物组成的组中选择的至少一种有机酸。
[化学式27]
Figure BDA0003101793730000431
(在式(b-1)～(b-5)中，X分别独立地表示氧原子、硫原子或氨基(-NR3-)，R1表示氢原子或碳原子数为1～14的烃基，R2分别独立地表示氢原子或碳原子数为1～14的烃基。)
应予说明，式(b-2)～(b-5)中的波浪线是指其前方为任意结构。例如，酸性化合物可以包含不参与反应的官能团等。因此，例如，具有由式(b-4)表示的结构的酸性化合物可以是如下述式的丙二酸二甲酯那样在相当于X的氧原子前包含甲基之类的烃基的化合物。另外，具有例如由式(b-4)表示的结构的酸性化合物可以为如下述式的米氏酸那样，在相当于X的氧原子前的烃基键合而形成环状结构的化合物。
[化学式28]
Figure BDA0003101793730000432
如果在作为反应介质的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和/或甲醇(MeOH)等中进行使用了有机酸的质子交换反应，则生成的铵盐溶解于反应介质。因此，需要通过柱纯化等分离作为副产物的铵盐。另一方面，如果在作为反应介质的四氢呋喃(THF)等中进行使用了无机酸的质子交换反应，则生成的铵盐不溶解于反应介质。因此，能够通过过滤器过滤等简易的分离手段分离铵盐，得到作为滤液的硅烷醇化合物溶液。因此，酸性化合物优选为无机酸。
在无机酸之中优选硝酸、硫酸、盐酸、磷酸，特别优选硝酸或硫酸。这是因为硝酸根离子、硫酸氢根离子和硫酸根离子与硅烷醇化合物的相互作用(氢键等)弱，硅烷醇化合物与副产物铵盐不易形成不溶于反应介质的复合体。另一方面，氯化物离子、磷酸二氢根离子、磷酸氢根离子和磷酸根离子与硅烷醇化合物的相互作用(氢键等)强。因此，在使用了盐酸或磷酸的质子交换中，会存在有时硅烷醇化合物与铵盐形成不溶于反应介质的复合体，目标硅烷醇化合物的收率稍微降低的情况。
可举出仲氨基(-NH-)等作为是X的氨基(-NR3-)。特别优选X为氧原子。R1为烃基的情况下的碳原子数优选为6以下，更优选为5以下，进一步优选为4以下。作为R1，可以列举出氢原子、甲基(-Me)、乙基(-Et)、正丙基(-nPr)、异丙基(-iPr)、正丁基(-nBu)、苯基(-Ph)等，但优选为氢原子。
R2为烃基的情况下的碳原子数优选为5以下，更优选为4以下，进一步优选为3以下。作为R2，可以列举出氢原子、甲基(-Me)、乙基(-Et)、正丙基(-nPr)、异丙基(-iPr)、正丁基(-nBu)等，但优选为氢原子。
作为式(b-4)所表示的酸性化合物，列举出下述式(b-4-1)所表示的酸性化合物。作为式(b-5)所表示的酸性化合物，列举出下述式(b-5-1)所表示的酸性化合物。
[化学式29]
Figure BDA0003101793730000441
(在式(b-4-1)和(b-5-1)中，R1表示氢原子或碳原子数为1～14的烃基，R4表示碳原子数在1～14的2价烃基。)
作为R4，列举出亚甲基(-CH2-)、亚乙基(-CH2CH2-)、正亚丙基(-CH2CH2CH2-)、二甲基亚甲基(-C(CH3)2-)和异亚丙基(-CH(CH3)CH2-)等。
作为酸性化合物，可以列举出醋酸(pKa(DMSO)为12.6)、苯甲酸(pKa(DMSO)为11.1)、米氏酸(pKa(DMSO)为7.3)、米氏酸衍生物、双甲酮(pKa(DMSO)为11.2)、双甲酮衍生物、乙酰丙酮(pKa(DMSO)为13.3)、乙酰丙酮衍生物等(参照下述式)。
[化学式30]
Figure BDA0003101793730000451
作为酸性化合物，可以利用米氏酸这样的低分子化合物、或者在树脂等有机固体材料或二氧化硅、碳等无机固体材料中导入式(b-2)～(b-5)所表示的化合物而得的物质。如果酸性化合物是这样的固体，则可以填充于柱中而像离子交换树脂那样进行利用。因此，能够非常高效地制造硅烷醇化合物。
特别地，酸性化合物优选为具有从由式(b-2)～(b-5)组成的组中选择的至少一种结构的树脂，优选为能够通过在进行质子交换工序后暴露于盐酸等酸性水溶液中从而再生为酸性化合物的物质。
质子交换工序中的酸性化合物的用量为：相对于硅酸盐以物质的量换算，通常为1倍以上，优选为1.05倍以上，更优选为1.1倍以上，通常为50倍以下，优选为20倍以下，更优选为5倍以下。如果在上述范围内时，则能够高效地制造硅烷醇化合物。
优选质子交换工序中的反应在液体中进行。作为这样的液体，列举出四氢呋喃(THF)、四氢吡喃、二噁烷、乙醚(Et2O)、二甲醚、二异丙基醚、二苯醚、甲乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚等醚系液体，甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等醇系液体，甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、脲、四甲基脲等酰胺系液体，乙酸乙酯、乙酸正戊酯、乳酸乙酯等酯系液体，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、四氯乙烷、六氯乙烷等卤素系液体，丙酮、甲乙酮、苯基甲基酮、DMSO、水等。应予说明，液体不限于一种，也可以组合两种以上。
优选质子交换工序中的液体的使用量为使硅酸盐的含量为0.005～0.04mol/L的量。这是因为，如果为该硅酸盐的含量，则能够高效地制造硅烷醇化合物。质子交换工序中的反应温度通常为-80℃以上，优选为0℃以上，更优选为20℃以上，通常为200℃以下，优选为70℃以下，更优选为40℃以下。质子交换工序中的反应时间通常为48小时以下，优选为24小时以下，更优选为8小时以下，特别优选为1小时以下。如果在上述范围内，则能够高效地制造硅烷醇化合物。
六聚体、八聚体或十聚体的硅烷醇化合物的制造方法可以包括质子交换工序以外的工序。作为质子交换工序以外的具体工序，可列举出向在质子交换工序中得到的产物中添加铵盐的铵盐添加工序(以下，有时简称为“铵盐添加工序”)、将在质子交换工序得到的产物或在铵盐添加工序得到的产物冷冻并在减压下暴露的冷冻干燥的工序(以下，有时简称为“冷冻干燥工序”)。
(铵盐添加工序)
铵盐的种类、使用量等没有特别限定，可以根据目的适当地选择。应予说明，“铵盐”是指由铵离子和抗衡阴离子组成的化合物，铵离子和抗衡阴离子的结构没有特别限定。认为通过添加铵盐，硅烷醇化合物的缩合得到抑制。作为铵离子，可以列举出四氢铵离子(NH4 +)、四甲基铵离子(NMe4 +)、四丙基铵离子(NPr4 +)、四丁基铵离子(NBu4 +)、苄基三丁基铵离子(NBnBu3 +)、三丁基(甲基)铵(NBu3Me+)离子、四戊基铵离子(NPen4 +)、四己基铵离子(NHex4 +)、四庚基铵离子(NHep4 +)、1-丁基-1甲基吡咯烷鎓离子(BuMePyr+)、甲基三辛基铵离子(NMeOct3 +)、二甲基双十八烷基铵离子、米氏酸-四甲基铵盐等。
作为抗衡阴离子，可列举出氟化物离子(F-)、氯化物离子(Cl-)、溴化物离子(Br-)、碘化物离子(I-)、乙酰氧基离子(AcO-)、硝酸根离子(NO3 -)、叠氮化物离子(N3 -)、四氟硼酸根离子(BF4 -)、高氯酸根离子(ClO4 -)、硫酸根离子(SO4 -)等。
铵盐特别优选为四丁基氯化铵(NBu4Cl)、四丁基溴化铵(NBu4Br)、四戊基氯化铵(NPen4Cl)、米氏酸-四甲基铵盐、二甲基双十八烷基氯化铵。应予说明，组合物所含的铵盐并不限定于1种，也可以包含2种以上。铵盐的使用量优选相对于硅烷醇化合物以物质的量换算为1～4倍。
(冷冻干燥工序)
冷冻干燥工序中的冷冻温度、干燥温度、干燥压力、干燥时间等没有特别限定，可以根据目的适当地选择。冷冻温度只要是质子交换工序中得到的产物或铵盐添加工序中得到的产物进行冷冻的温度就没有特别限定，但通常为10℃以下，优选为0℃以下，更优选为-20℃以下，通常为-196℃以上，优选为-150℃以上，更优选为-100℃以上。
干燥温度通常为10℃以下，优选为0℃以下，更优选为-20℃以下，通常为-196℃以上，优选为-150℃以上，更优选为-100℃以上。干燥压力通常为100Pa以下，优选为20Pa以下、更优选为3Pa以下，通常为10-5Pa以上、优选为0.01Pa以上、更优选为1Pa以上。干燥时间通常为200小时以下，优选为100小时以下，更优选为50小时以下，通常为1小时以上，优选为5小时以上，更优选为10小时以上。
在制造本发明的晶体时，通过控制重结晶工序中的氢键的形成，可以得到期望的一维结构、二维结构或三维结构。
作为控制氢键的形成的方法，可以列举出例如，选择使硅烷醇化合物溶解的溶剂的种类的方法、控制重结晶化时的温度的方法、控制除去溶剂时的减压程度的方法、除了溶剂以外还添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的物质、优选添加有机化合物的方法等。在这些控制的方法中，优选选择使硅烷醇化合物溶解的溶剂的种类的方法。
特别地，通过使用与硅烷醇化合物之间的氢键合能力低的溶剂作为溶剂，可控制为抑制硅烷醇化合物与溶剂分子之间的氢键的形成，促进硅烷醇化合物彼此的氢键的形成。溶剂从乙醚、二异丙基醚、叔丁基乙基醚、呋喃、四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、1,4-二噁烷、二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四甲基脲、四乙基脲等中适当选择即可，它们可以单独使用一种，也可以混合使用两种以上。另外，作为两种以上溶剂的混合溶剂，通过改变两种溶剂的混合比率，也能够调整硅烷醇化合物与溶剂分子之间的氢键的形成程度，能够制造所期望的一维结构、二维结构或三维结构。
实施例
接下来，通过实施例进一步具体地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
[实施例1]Q8H8(一维(棒状)结构)(添加四甲基脲)
通过向将八(四甲基铵)五环[9.5.1.13,9.15,15.17,13.]八硅氧烷-1,3,5,7,9,11,13,15-八氧化水合物(CAS编号69667-29-4(以下，有时简称为“Q8(TMA)8·nH2O”。))的Q8(TMA)8·48.7H2O 8.062g(4.00mmol)悬浮于150mL的THF得到的分散液中加入3.04mL(48.04mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用50mL的THF清洗)。
在滤液中加入20mL四甲基脲后减压蒸馏而进行浓缩，通过不良溶剂法(蒸气扩散)在室温下进行重结晶化，从而以90％的收率(3.636g)分离出包含54.3质量％的组成式为Si8O20H8(为式(2)表示的化合物，以下，有时简称为“Q8H8”)的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.72ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.0ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与4分子的四甲基脲的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的一维(棒状)结构。
在图2示出由单晶X射线晶体结构确定的晶体结构。应予说明，在图2所示的晶体结构中省略氢原子。
[实施例2]Q8H8(一维(梯状)结构)
通过向将2.016g(1.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于40mL的四氢呋喃而得到的分散液中加入0.76mL(12.01mmol)硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用10mL的THF清洗)。
在滤液中加入10mL的N,N-二甲基乙酰胺后减压蒸馏而进行浓缩，通过不良溶剂法在-5℃下进行重结晶化，从而分离出作为包含Q8H8和N,N-二甲基乙酰胺的组合物的无色固体。接下来，将得到的晶体20mg溶解于1.00mL的四氢呋喃，用过滤器过滤分离出不溶物。通过将该溶液在-30℃下进行重结晶化，从而以20％(3.180mg)的收率分离出包含68.4质量％的Q8H8的无色固体(棱柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.72ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.0ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与1分子的N,N-二甲基乙酰胺和2分子的四氢呋喃的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的一维(梯状)结构。
[实施例3]Q8H8(二维(片状)结构)
通过向将8.062g(4.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于150mL的THF而得到的分散液中加入3.04mL(48.04mmol)硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用50mL的THF清洗)。
在滤液中加入30mL的二乙二醇二甲醚后减压蒸馏而进行浓缩，然后，通过以乙醚为不良溶剂的不良溶剂法(蒸气扩散)在室温下进行重结晶化，从而以88％(2.467g)的收率分离出作为包含78.9质量％的Q8H8的组合物的无色固体(板状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-99.8ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的乙醚(Et2O)的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的二维(片状)结构。
在图3示出由单晶X射线晶体结构分析确定的晶体结构。应予说明，在图3所示的晶体结构中省略氢原子。
[实施例4]Q8H8(二维(片状)结构)(添加二乙二醇二甲醚(二甘醇二甲醚))
通过向将8.062g(2.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于75mL的THF而得到的分散液中加入1.52mL(24.02mmol)硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用25mL的THF清洗)。
向滤液中加入20mL的二乙二醇二甲醚。通过将该溶液在40℃、减压程度267Pa(2torr)的条件下浓缩，从而以60％(0.824g)的收率分离出作为包含80.5质量％的Q8H8的组合物的无色固体(针状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.42ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体为Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的二维(片状)结构。根据1H-NMR分析，确认是Q8H8与二甘醇二甲醚集合而成的晶体结构。应予说明，因为二甘醇二甲醚未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与二甘醇二甲醚的分子数比。
[实施例5]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)
通过向将8.062g(4.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于150mL的THF而得到的分散液中加入3.04mL(48.04mmol)硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用50mL的THF清洗)。
通过将滤液在5℃、减压程度为6666Pa(50torr)的条件下浓缩，从而以86％(2.397g)的收率分离出作为包含79.3质量％的Q8H8的组合物的无色固体(板状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的THF的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
在图4示出由单晶X射线晶体结构分析确定的晶体结构。应予说明，在图4所示的晶体结构中省略氢原子。
[实施例6]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加1,4-苯醌)
通过向将4.031g(2.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于75mL的THF而得到的分散液中加入1.52mL(24.02mmol)硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用25mL的THF清洗)。
向该滤液中加入0.648g(6.00mmol)的1,4-苯醌并溶解。通过将该溶液在5℃、减压程度6666Pa(50torr)的条件下浓缩，从而以52％(0.795g)的收率分离出作为包含71.9质量％的Q8H8的组合物的橙色固体(针状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.68ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的1,4-苯醌的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例7]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加二甲氧基乙烷)
通过向将4.031g(2.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于75mL的THF而得到的分散液中加入1.52mL(24.02mmol)硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用25mL的THF清洗)。
向滤液中加入40mL的二甲氧基乙烷。通过将该溶液在5℃、减压程度2666Pa(20torr)的条件下浓缩，从而以85％(1.093g)的收率分离出作为包含86.0质量％的Q8H8的组合物的无色固体(针状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.28ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体为Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与二甲氧基乙烷集合而成的晶体结构。应予说明，因为二甲氧基乙烷未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与二甲氧基乙烷的分子数比。
[实施例8]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加二茂铁)
通过向将8.062g(4.00mmol)Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于150mL的THF而得到的分散液中加入3.04mL(48.04mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用50mL的THF清洗)。
向该滤液中加入0.372g(2.00mmol)二茂铁并溶解。通过将该溶液在25℃、减压程度15999Pa(120torr)的条件下浓缩，从而以57％(1.687g)的收率分离出作为包含74.8质量％的Q8H8的组合物的绿色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.74ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与1分子的二茂铁的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例9]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加二茂镍)
通过向将8.062g(2.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于75mL的THF而得到的分散液中加入1.52mL(24.02mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用25mL的THF清洗)。
向该滤液中加入0.378g(2.00mmol)的二茂镍并溶解。通过将该溶液在5℃、减压程度6666Pa(50torr)的条件下浓缩，从而以52％(0.768g)的收率分离出作为包含74.5质量％的Q8H8的组合物的绿色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.2ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与1分子的二茂镍的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例10]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加二茂钌)
通过向将2.016g(1.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于37.5mL的THF而成的分散液中加入0.76mL(12.01mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用12.5mL的THF清洗)。
向该滤液中加入0.231g(1.00mmol)的二茂钌并溶解。通过将该溶液在5℃、减压程度6666Pa(50torr)的条件下浓缩，从而分离出作为含有70.5质量％的Q8H8的组合物的红色固体(柱状晶体)(29Si-NMR(DMF-d7)：-100.0ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与1分子的二茂钌的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例11]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加噻吩)
通过向将4.031g(2.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于75mL的THF而得到的分散液中加入1.52mL(24.02mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用25mL的THF清洗)。
向该滤液中加入8mL(101.5mmol)的噻吩并混合。通过将该溶液在5℃、减压程度4666Pa(35torr)的条件下浓缩，从而以55％(0.793g)的收率分离出作为包含76.7质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：6.50ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的噻吩的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例12]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加苯)
通过向将8.062g(4.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于150mL的THF而得到的分散液中加入3.04mL(48.04mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用50mL的THF清洗)。
向该滤液中加入70mL(787.7mmol)的苯并混合。通过将该溶液在5℃、减压程度4666Pa(35torr)的条件下浓缩，从而以79％(2.245g)的收率分离出作为包含78.0质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的苯的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例13]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加1,4-苯醌和苯)
通过向将4.031g(2.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于75mL的THF而得到的分散液中加入1.52mL(24.02mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用25mL的THF清洗)。
向该滤液中加入0.216g(2.00mmol)的1,4-苯醌和35mL(393.9mmol)的苯并混合。通过将该溶液在5℃、减压程度6000Pa(45torr)的条件下浓缩，从而以74％(1.090g)的收率分离出作为包含74.8质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与1分子的1,4-苯醌与1分子的苯的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例14]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(添加1,4-苯醌和噻吩)
通过向将4.031g(2.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于75mL的THF而得到的分散液中加入1.52mL(24.02mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用25mL的THF清洗)。
向该滤液中加入0.216g(2.00mmol)的1,4-苯醌和10mL(126.9mmol)的噻吩并混合。通过将该溶液在5℃、减压程度4666Pa(35torr)的条件下浓缩，从而以78％(1.158g)的收率分离出作为包含74.2质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8、1分子的1,4-苯醌和1分子的噻吩的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例15]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有十二烷的组合物)
通过向将8.062g(4.00mmol)的Q8(TMA)8·48.7H2O悬浮于150mL的THF而得到的分散液中加入3.04mL(48.04mmol)的硝酸，并搅拌30分钟，从而得到悬浮液。用过滤器过滤该悬浮液(用50mL的THF清洗)。
向该滤液中加入70mL(787.7mmol)的苯并混合。通过将该溶液在5℃、减压程度4666Pa(35torr)的条件下浓缩，从而分离出作为包含78.0质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)。将该无色固体转移至40mL的乙腈中，在室温下静置6小时后，分离出液体(乙腈)和无色固体。将该操作进行3次(合计使用量120mL)。
向得到的无色固体中加入40mL的苯，在室温下静置6小时后分离出液体(苯)和无色固体。将该操作进行2次(合计使用量80mL)。
向得到的无色固体中加入20mL的十二烷，在室温下静置6小时后，分离出液体(十二烷)和无色固体。通过将该操作进行3次(合计使用量60mL)，从而以71％(2.142g)的收率分离出作为包含73.2质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.72ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与十二烷集合而成的晶体结构。应予说明，因为十二烷未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与十二烷的分子数比。
[实施例16]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有己烷的组合物)
通过除了将实施例15中的十二烷变更为己烷以外的同样的操作，分离出1.680g的作为包含92.1质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与己烷集合而成的晶体结构。应予说明，因为己烷未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与己烷的分子数比。
[实施例17]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有苯的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入5.0mL(56.3mmol)的苯，并在室温下静置48小时。通过去除液体(苯)，从而分离出0.709g的作为包含78.0质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的苯的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例18]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有噻吩的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入5.0mL(63.5mmol)的噻吩，并在室温下静置48小时。通过去除液体(噻吩)，从而分离出0.721g的作为包含76.7质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.1ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的噻吩的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例19]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有硒吩的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入2.5mL(30.9mmol)的硒吩，并在室温下静置48小时。通过去除液体(硒吩)，从而分离出0.985g的作为包含56.1质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.72ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.0ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的硒吩的结构集合而成的结晶结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例20]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有硒吩的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含5.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.486mL(6.012mmol)的硒吩的溶液，并在室温下静置72小时。通过去除液体(硒吩和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.985g的作为包含56.1质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.72ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-100.0ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的硒吩的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例21]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有1,4-环己二烯的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含5.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.935mL(10.00mmol)的1,4-环己二烯的溶液，并在室温下静置72小时。通过去除液体(1,4-环己二烯和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.718g的作为包含77.0质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的1,4-环己二烯的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例22]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有1,4-苯醌的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含40.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.649g(6.000mmol)的1,4-苯醌的溶液，并在室温下静置72小时。通过去除液体(1,4-苯醌和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.782g的作为包含70.6质量％的Q8H8的组合物的红橙色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.73ppm、29Si-NMR(DMF-d7)：-99.8ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与2分子的1,4-苯醌的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例24]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有二茂铁的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含10.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.558g(3.000mmol)的二茂铁的溶液，并在40℃下静置96小时。通过去除液体(二茂铁和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.796g的作为包含69.4质量％的Q8H8的组合物的深绿色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.0ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8与1分子的二茂铁的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例25]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有二茂钌的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含80mL的1,3,5-三异丙基苯和0.463g(2.000mmol)的二茂钌的溶液，并在40℃下静置72小时。通过去除液体(二茂钌和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.750g的作为包含73.6质量％的Q8H8的组合物的固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与二茂钌集合而成的晶体结构。应予说明，因为二茂钌未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与钌烯的分子数比。
[实施例26]Q8H8(三维(蜂窝状纳米)结构)(含有二茂镍的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含80mL的1,3,5-三异丙基苯和0.378g(2.000mmol)的二茂镍的溶液，并在40℃下静置72小时。通过去除液体(二茂镍和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.730g的作为包含75.7质量％的Q8H8的组合物的深绿色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与二茂镍集合而成的晶体结构。应予说明，因为二茂镍未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与二茂镍的分子数比。
[实施例27]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有二茂铁和二茂钌的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含60mL的1,3,5-三异丙基苯、0.093g(0.500mmol)的二茂铁和0.463g(2.000mmol)的二茂钌的溶液，并在40℃下静置72小时。通过去除液体(二茂铁、二茂钌和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.745g的作为包含74.2质量％的Q8H8的组合物的淡茶色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8、二茂铁和二茂钌集合而成的晶体结构。应予说明，因为二茂铁和二茂钌未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8、二茂铁和二茂钌的分子数比。
[实施例28]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有1,6-二甲基萘的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含40.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.469g(3.000mmol)的1,6-二甲基萘的溶液，并在40℃下静置96小时。通过去除液体(1,6-二甲基萘和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.654g的作为包含84.5质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMF-d7)：7.75ppm、29Si-NMR(DMF-d6)：-100.0ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与1,6-二甲基萘集合而成的晶体结构。应予说明，因为1,6-二甲基萘未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与1,6-二甲基萘的分子数比。
[实施例29]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有蒽的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含120.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.356g(2.000mmol)的蒽的溶液，并在40℃下静置168小时。通过去除液体(蒽和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.730g的作为包含75.7质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与蒽集合而成的晶体结构。应予说明，因为蒽未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与蒽的分子数比。
[实施例30]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有2,2':5',2”-三噻吩的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含10.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.497g(2.000mmol)的2,2':5',2”-三噻吩的溶液，并在40℃下静置96小时。通过去除液体(2,2':5',2”-三噻吩和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.826g的作为包含66.9质量％Q8H8的组合物的浅绿色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与2,2':5',2”-三噻吩集合而成的晶体结构。应予说明，因为2,2':5',2”-三噻吩未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与2,2':5',2”-三噻吩的分子数比。
[实施例31]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有5,5'-二溴-2,2':5',2”-三噻吩的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含10.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.812g(2.000mmol)的5,5'-二溴-2,2':5',2”-三噻吩的溶液，并在40℃下静置120小时。通过除去液体(5,5'-二溴-2,2':5',2”-三噻吩和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.935g的作为包含59.1质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与5,5'-二溴-2,2':5',2”-三噻吩集合而成的晶体结构。应予说明，因为5,5'-二溴-2,2':5',2”-三噻吩未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与5,5'-二溴-2,2':5',2”-三噻吩的分子数比。
[实施例32]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有苯并[1,2-b':4,5-b']二噻吩的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含80.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.381g(2.000mmol)的苯并[1,2-b':4,5-b']二噻吩的溶液，并在40℃下静置168小时。通过去除液体(苯并[1,2-b':4,5-b']二噻吩和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.731g的作为包含75.6质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与苯并[1,2-b':4,5-b']二噻吩集合而成的晶体结构。应予说明，因为苯并[1,2-b':4,5-b']二噻吩未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与苯并[1,2-b':4,5-b']二噻吩的分子数比。
[实施例33]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有偶氮苯的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中添加包含10.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.911g(5.000mmol)的偶氮苯的溶液，并在40℃下静置72小时。通过去除液体(偶氮苯和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.761g的作为包含72.6质量％的Q8H8的组合物的橙色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与偶氮苯集合而成的晶体结构。应予说明，因为偶氮苯未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与偶氮苯的分子数比。
[实施例34]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含2.000mL的1,3,5-三异丙基苯和2.704mL(10.000mmol)的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的溶液，并在40℃下静置72小时。通过去除液体(1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.705g的作为包含78.4质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷集合而成的晶体结构。应予说明，因为1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的分子数比。
[实施例35]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有1,4-苯醌和噻吩的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含15.0mL的1,3,5-三异丙基苯、0.216g(2.000mmol)的1,4-苯醌和1.009g(12.000mmol)的噻吩的溶液，并在25℃静置72小时。通过去除液体(1,4-苯醌、噻吩和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.739g的作为包含74.8质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8、1分子的1,4-苯醌和1分子的噻吩的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例36]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有1,4-苯醌和苯的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含15.0mL的1,3,5-三异丙基苯、0.216g(2.000mmol)的1,4-苯醌和1.406g(18.000mmol)的苯的溶液，并在25℃静置72小时。通过去除液体(1,4-苯醌、苯和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.717g的作为包含77.1质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8、1分子的1,4-苯醌和1分子的苯的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例37]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有呋喃的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含5.0mL的1,3,5-三异丙基苯和1.362g(20.000mmol)的呋喃的溶液，并在25℃静置48小时。通过去除液体(呋喃和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.689g的作为包含80.2质量％的Q8H8的组合物的淡黄色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是1分子的Q8H8和2分子的呋喃的结构集合而成的晶体结构，并且是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。
[实施例38]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有碘的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含10.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.761g(3.000mmol)的碘的溶液，并在25℃静置168小时。通过去除液体(碘和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.798g的作为包含69.2质量％的Q8H8的组合物的浓紫红色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.48ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与碘集合而成的晶体结构。应予说明，因为碘未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与碘的分子数比。
[实施例39]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有硫的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含80.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.513g(2.000mmol)的硫的溶液，并在40℃下静置168小时。通过去除液体(硫和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.785g的作为包含70.4质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.50ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与硫集合而成的晶体结构。应予说明，因为硫未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与硫的分子数比。
[实施例40]Q8H8(三维(纳米蜂窝状)结构)(含有2,6-二溴萘的组合物)
向通过依据实施例15的方法制备而得到的63.7质量％的Q8H8十二烷组合物0.868g(1.000mmol)中加入包含50.0mL的1,3,5-三异丙基苯和0.858g(3.000mmol)的2,6-二溴萘的溶液，并在40℃下静置168小时。通过去除液体(2,6-二溴萘和1,3,5-三异丙基苯溶液)，从而分离出0.773g的作为包含71.5质量％的Q8H8的组合物的无色固体(柱状晶体)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的三维(纳米蜂窝状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与2,6-二溴萘集合而成的晶体结构。应予说明，因为2,6-二溴萘未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与2,6-二溴萘的分子数比。
[实施例41]Q8H8(二维(片状)结构)(含有甲基丙烯酸烯丙酯的组合物)
在通过依据实施例3的方法制备而得到的78.9质量％的Q8H8乙醚组合物0.701g(1.000mmol)中加入4.680g(37.097mmol)的甲基丙烯酸烯丙酯，并在25℃下静置24小时。通过去除液体(乙醚和甲基丙烯酸烯丙酯溶液)，从而分离出0.932g的作为包含59.3质量％的Q8H8的组合物的无色固体(板状结晶)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的二维(片状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与甲基丙烯酸烯丙酯集合而成的晶体结构。应予说明，因为甲基丙烯酸烯丙酯未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与甲基丙烯酸烯丙酯的分子数比。
[实施例42]Q8H8(二维(片状)结构)(含有烯丙基缩水甘油醚的组合物)
在通过依据实施例3的方法制备而得到的78.9质量％的Q8H8乙醚组合物0.701g(1.000mmol)中加入4.855g(42.534mmol)的烯丙基缩水甘油醚，并在25℃静置24小时。通过去除液体(乙醚和烯丙基缩水甘油醚溶液)，从而分离出0.978g的作为包含56.5质量％的Q8H8的组合物的无色固体(板状结晶)(1H-NMR(DMSO-d6)：7.51ppm、29Si-NMR(DMSO-d6)：-100.6ppm)。
另外，通过单晶X射线晶体结构分析，明确了所得到的晶体是Q8H8分子彼此相互通过氢键而稳定化的二维(片状)结构。根据1H-NMR分析，确认了是Q8H8与烯丙基缩水甘油醚集合而成的晶体结构。应予说明，因为烯丙基缩水甘油醚未有序地包含在晶体结构中，所以未算出晶体结构单元中的Q8H8与烯丙基缩水甘油醚的分子数比。
工业上的可利用性
通过对本发明的晶体进行加热、或者使其与酸和/或碱等接触等，从而能够得到具有规则的微细结构的材料。特别是，通过与其他有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质等复合化，从而能够创造出具有迄今为止没有的物性的能够被微细地控制结构的材料。
另外，因为本发明的晶体作为用于获得用于例如给药用途等的SiO2材料的原料，具有工业上的可利用性。

Claims (11)

1.一种晶体，其特征在于，
包含多个从由下述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，并且具有通过由所述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，
[化学式1]
Figure FDA0003101793720000011
2.根据权利要求1所述的晶体，其特征在于，
所述晶体具有所述硅烷醇化合物通过介由所述氢键的相互作用线形排列而成的一维结构。
3.根据权利要求1所述的晶体，其特征在于，
所述晶体具有所述硅烷醇化合物通过介由所述氢键的相互作用平面排列而成的二维结构。
4.根据权利要求1所述的晶体，其特征在于，
所述晶体具有所述硅烷醇化合物通过介由所述氢键的相互作用立体排列而成的三维结构。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的晶体，其特征在于，
所述晶体包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质。
6.一种晶体的制造方法，其特征在于，所述晶体是权利要求1至5中任一项所述的晶体，所述晶体的制造方法包括：
准备包含所述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及
根据需要，进一步向所述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过针对该溶液的蒸汽扩散法来进行重结晶化的工序。
7.一种晶体的制造方法，其特征在于，所述晶体是权利要求1至5中任一项所述的晶体，所述晶体的制造方法包括：
准备包含所述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及
根据需要，进一步向所述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过减压浓缩该溶液来进行重结晶化的工序。
8.一种晶体的制造方法，其特征在于，所述晶体是权利要求1至5中任一项记载的晶体，所述晶体的制造方法包括：
准备包含所述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及
根据需要，进一步向所述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质，并通过冷却该溶液，从而进行重结晶化的工序。
9.一种制造方法，其特征在于，其是包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种物质的晶体(P)的制造方法，所述制造方法包括：
准备晶体(S)的工序，所述晶体(S)包含多个从由下述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种硅烷醇化合物，具有通过由所述硅烷醇化合物彼此的至少一个羟基形成的氢键的相互作用，并且包含从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第一物质；以及
通过使所述晶体(S)与从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的至少一种第二物质接触，而将所述晶体(S)中所包含的所述第一物质的至少一部分置换为所述第二物质，从而得到晶体(P)的工序，
[化学式2]
Figure FDA0003101793720000021
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，准备所述晶体(S)的工序包括：
准备包含所述硅烷醇化合物的溶液的工序；以及
根据需要，进一步向所述溶液添加从由有机化合物、过渡金属配合物、无机物和单质组成的组中选择的物质，并通过针对该溶液的蒸汽扩散法、或减压浓缩该溶液、或冷却该溶液，从而进行重结晶化的工序。
11.一种使硅烷醇化合物自组装化的方法，其特征在于，
包括通过针对溶液的蒸汽扩散法、或者通过减压浓缩该溶液、或者冷却该溶液，形成通过氢键的相互作用的工序，所述溶液包含从由下述式(1)表示的六聚体、式(2)表示的八聚体、以及式(3)表示的十聚体组成的组中选择的至少一种所述硅烷醇化合物，
[化学式3]
Figure FDA0003101793720000031
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