JP2002159848A - Method for producing organic-inorganic composite and metal oxide using saccharide derivertive - Google Patents

Method for producing organic-inorganic composite and metal oxide using saccharide derivertive

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JP2002159848A
JP2002159848A JP2000358862A JP2000358862A JP2002159848A JP 2002159848 A JP2002159848 A JP 2002159848A JP 2000358862 A JP2000358862 A JP 2000358862A JP 2000358862 A JP2000358862 A JP 2000358862A JP 2002159848 A JP2002159848 A JP 2002159848A
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glycopyranoside
gel
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正登 天池
Shiyouwa Tei
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for producing a nano-scale metal oxide (an inorganic structure) and a raw material therefor, an organic-inorganic composite, by using an organic low molecular gel as a template. SOLUTION: After the gel of a glycopyranoside is formed in a mixture solution obtained from the glycopyranoside to which a benzylidene is bonded at 4- and 6-positions and to which an aminophenyl group or a pyridyl group is bonded at 1-position, and a sol-gel reaction solution containing the precursor of the metal oxide, the organic-inorganic composite stuck with the metal oxide on the surface of the glycopyranoside is obtained by proceeding the polymerization of the metal oxide retaining a gel formed system, and furthermore a metal oxide (for example, silica) structure is obtained by removing the glicopyranoside from this organic-inorganic composite. The metal oxide structure of a hollow spherical, a Lotus root or a cylindrical shape is obtained depending on the type of saccharides constituting the glycopyranoside.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、触媒またはその支
持体、吸着剤、およびその他の各種機能性材料として利
用することができる新規な構造の金属酸化物およびその
原料となる有機無機複合体の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal oxide having a novel structure which can be used as a catalyst or its support, an adsorbent, and other various functional materials, and an organic-inorganic composite which is a raw material thereof. It relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリカに代表される無機多孔材料はその
表面積の大きさおよび孔径に起因する分子の選択性か
ら、触媒やその支持材料または吸着材料、クロマトグラ
フ用材料等として多用され、更なる改良が試みられてい
る。これらの多孔材料の調製には何らかの鋳型を用いる
方法が使われておりゼオライト等のマイクロポーラス材
料の調製には有機低分子化合物、メソポーラス材料では
界面活性剤やブロック共重合体、またマクロポーラス材
料ではエマルジョンをそれぞれ用いた例がある。また、
多孔材料のなかでも繊維状もしくは中空状の無機材料が
酒石酸の分子状会合体やカーボンファイバー、カーボン
ナノチューブを鋳型として合成されている。一方、生体
物質の機能を利用する所謂Biomineralizationに関する
研究においても生体物質を鋳型にして様々な形態の無機
材料を作り出す試みが試されており、自己組織化した脂
質チューブを用いた円筒状の有機無機複合体等も得られ
ている。しかしながら、これまで、有機低分子ゲルを鋳
型にして有機無機複合材料や無機材料を調製した例は殆
ど見られない。多様な形態を示すこれらのゲル構造を反
映した材料は特異な形態に基づく異方性を持った材料と
して各種の応用展開が期待されているが、そのような材
料を具現化した技術はきわめて少ない。
2. Description of the Related Art Inorganic porous materials typified by silica are frequently used as catalysts, supporting materials or adsorbing materials, chromatographic materials, etc., due to the selectivity of molecules due to their surface area and pore size. Improvements are being attempted. For the preparation of these porous materials, a method using a template is used.For the preparation of microporous materials such as zeolites, organic low molecular weight compounds, surfactants and block copolymers for mesoporous materials, and macroporous materials for There is an example using each emulsion. Also,
Among porous materials, a fibrous or hollow inorganic material is synthesized using a molecular association of tartaric acid, carbon fiber, and carbon nanotube as a template. On the other hand, in research on so-called biomineralization that uses the functions of biological materials, attempts have been made to create various forms of inorganic materials using biological materials as templates, and cylindrical organic-inorganic materials using self-assembled lipid tubes have been tried. Complexes and the like have also been obtained. However, heretofore, there have been almost no examples of preparing an organic-inorganic composite material or an inorganic material using an organic low-molecular gel as a template. Materials that reflect various gel structures and reflect the gel structure are expected to be applied to various applications as materials with anisotropy based on unique shapes, but there are very few technologies that embody such materials. .

【0003】金属のアルコキシドなどのゾルが触媒によ
り重合し架橋しながら金属酸化物重合体を生成してゲル
化することはよく知られている。本発明者らは、先に、
このようなゾルゲル反応を有機低分子のゲル上で進行さ
せることにより該有機低分子ゲルを鋳型とする有機無機
複合体および該複合体から金属酸化物を製造する技術を
案出した(特願平11−108922、特願2000−
068044、特願2000−150869)。すなわ
ち、ゲル形成剤(ゲル化剤)としてイオン性部位を有す
る有機低分子であるコレステロール誘導体(特願平11
−108922)もしくはシクロヘキサン誘導体(特願
2000−068044)または水素結合部位を有する
有機低分子であるコレステロール誘導体(特願2000
−150869)を用い、有機溶媒中で形成された該有
機低分子のゲルに金属酸化物(正確には金属酸化物の前
駆体)を静電引力または水素結合により付着させ重合を
進行させることにより、有機低分子の表面に金属酸化物
が付着した有機無機複合体を調製し、さらに、該複合体
から有機低分子を除去することにより無機構造体(金属
酸化物)を調製する。
It is well known that sols such as metal alkoxides are polymerized and crosslinked by a catalyst to form a metal oxide polymer and gel. The present inventors have, first,
By deriving such a sol-gel reaction on a low-molecular-weight gel, an organic-inorganic composite using the low-molecular-weight gel as a template and a technique for producing a metal oxide from the composite have been devised (Japanese Patent Application No. Hei 10-284,197). 11-108922, Japanese Patent Application 2000-
068044, Japanese Patent Application 2000-150869). That is, a cholesterol derivative which is an organic low molecule having an ionic site as a gel-forming agent (gelling agent) (Japanese Patent Application No. Hei 11
-108922) or a cyclohexane derivative (Japanese Patent Application No. 2000-068044) or a cholesterol derivative which is a low organic molecule having a hydrogen bonding site (Japanese Patent Application No. 2000-68092).
-150869), a metal oxide (more precisely, a precursor of the metal oxide) is attached to the low-molecular organic gel formed in an organic solvent by electrostatic attraction or hydrogen bonding to promote polymerization. Then, an organic-inorganic composite having a metal oxide attached to the surface of a low-molecular organic compound is prepared, and an inorganic structure (metal oxide) is prepared by removing the low-molecular organic compound from the composite.

【0004】これらの特許出願に開示した方法は、有機
低分子ゲルを鋳型としてナノメーターの大きさの有機無
機複合材料や無機材料(金属酸化物)を調製することの
できる有用な技術であるが、得られる構造体は円筒形状
または円筒形状を基本とする形状に限られており、例え
ば、中空で球状の構造体は未だ得られていない。また、
ゲル化剤として用いるコレステロール誘導体等の合成に
比較的熟練を要することが難点といえないこともない。
[0004] The methods disclosed in these patent applications are useful techniques for preparing nanometer-sized organic-inorganic composite materials and inorganic materials (metal oxides) using low-molecular organic gels as templates. The structure obtained is limited to a cylindrical shape or a shape based on a cylindrical shape. For example, a hollow spherical structure has not been obtained yet. Also,
The fact that the synthesis of a cholesterol derivative or the like used as a gelling agent requires relatively skill is not a disadvantage.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
低分子ゲルを鋳型として、ナノスケールの金属酸化物
(無機構造体)およびその原料となる材料を製造するこ
とのできる新しい技術を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a new technique which can produce a nano-scale metal oxide (inorganic structure) and a raw material thereof using an organic low molecular weight gel as a template. Is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、先に、糖
をベースとする誘導体(グリコピラノシド)が水や各種
の有機溶媒に対するゲル化剤として機能することを見出
している(特願平11−049950)。本発明者は、
更に研究を重ねた結果、この誘導体から得られるゲルを
鋳型として該ゲル上でゾルゲル反応を行わせることによ
り各種の形状のナノスケールの構造体が得られることを
見出し、本発明を導き出した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have previously found that a sugar-based derivative (glycopyranoside) functions as a gelling agent for water and various organic solvents (Japanese Patent Application No. Hei 10-26139). 11-049950). The inventor has
As a result of further studies, they have found that nanoscale structures of various shapes can be obtained by performing a sol-gel reaction on a gel obtained from this derivative using the gel as a template, and derived the present invention.

【0007】かくして、本発明は、 (1)イ.単糖類の4位と6位の水酸基がベンジリデン
化され且つ1位の水酸基が脱水素してアミノフェニル基
またはピリジル基が結合した構造を有するグリコピラノ
シド、 ロ.金属酸化物の前駆体、該金属酸化物の前駆体からゾ
ルゲル反応により金属酸化物の重合体を生成するための
触媒および水から成るゾルゲル反応溶液、ならびに、 ハ.必要により前記グリコピラノシドと前記ゾルゲル反
応溶液とを溶解し得る有機溶媒、を含有する均一混合液
を調製する工程、 (2)イ.前記均一混合液を加熱した後、冷却するか、
または ロ.前記均一混合液を冷却する、ことにより前記グリコ
ピラノシドのゲルを形成させる工程、ならびに (3)前記ゲル形成した系を保持して、金属酸化物の重
合を進行させる工程、を含むことを特徴とする、グリコ
ピラノシドの表面に金属酸化物が付着した有機無機複合
体の製造方法を提供する(請求項1)。
Thus, the present invention provides: (1) a. Glycopyranoside having a structure in which the hydroxyl groups at the 4- and 6-positions of the monosaccharide are benzylidene and the hydroxyl group at the 1-position is dehydrogenated to bond an aminophenyl group or a pyridyl group; b. A sol-gel reaction solution comprising a metal oxide precursor, a catalyst for producing a metal oxide polymer by a sol-gel reaction from the metal oxide precursor and water, and c. If necessary, a step of preparing a homogeneous mixed solution containing an organic solvent capable of dissolving the glycopyranoside and the sol-gel reaction solution; (2) a. After heating the homogeneous mixture, cool or
Or b. Cooling the homogeneous mixture to form a gel of glycopyranoside; and (3) maintaining the gel-formed system and promoting polymerization of the metal oxide. And a method for producing an organic-inorganic composite in which a metal oxide is attached to the surface of glycopyranoside (claim 1).

【0008】本発明は、さらに、以上のような方法によ
り得られた有機無機複合体から有機低分子(グリコピラ
ノシド)を除去することを特徴とする金属酸化物の製造
方法も提供する(請求項2)。本発明に従う金属酸化物
の製造方法の好ましい例においては、焼成によりグリコ
ピラノシドを除去する(請求項3)。本発明の金属酸化
物の製造方法は、金属酸化物として特にシリカを得るの
に適している(請求項4)。
The present invention further provides a method for producing a metal oxide, which comprises removing a low-molecular organic compound (glycopyranoside) from the organic-inorganic composite obtained by the above method (claim 2). ). In a preferred example of the method for producing a metal oxide according to the present invention, glycopyranoside is removed by calcination (claim 3). The method for producing a metal oxide of the present invention is particularly suitable for obtaining silica as a metal oxide (claim 4).

【0009】本発明の金属酸化物の製造方法の好ましい
態様に従えば、グリコピラノシドとして、p−アミノフ
ェニル−4,6−ベンジリデン−α−D−ガラクトピラ
ノシド;p−アミノフェニル−4,6−ベンジリデン−
β−D−ガラクトピラノシド;またはp−アミノフェニ
ル−4,6−ベンジリデン−β−D−マンノピラノシド
を用いることにより、中空で球状のシリカを得ることが
できる(請求項5)。別の好ましい態様においては、グ
リコピラノシドとして、p−アミノフェニル−4,6−
ベンジリデン−β−D−グルコピラノシドを用いること
により、内部に複数の筒状の穴が延在する蓮根状のシリ
カを得ることができる(請求項6)。また、グリコピラ
ノシドとして、p−アミノフェニル−4,6−ベンジリ
デン−α−D−グルコピラノシド;またはp−アミノフ
ェニル−4,6−ベンジリデン−α−D−ガラクトピラ
ノシドを用い、円筒状のシリカを得ることができる(請
求項7)。
According to a preferred embodiment of the method for producing a metal oxide of the present invention, p-aminophenyl-4,6-benzylidene-α-D-galactopyranoside; p-aminophenyl-4,6 is used as glycopyranoside. -Benzylidene-
By using β-D-galactopyranoside; or p-aminophenyl-4,6-benzylidene-β-D-mannopyranoside, hollow and spherical silica can be obtained (Claim 5). In another preferred embodiment, the glycopyranoside is p-aminophenyl-4,6-
By using benzylidene-β-D-glucopyranoside, it is possible to obtain lotus root silica having a plurality of cylindrical holes extending therein (claim 6). Further, p-aminophenyl-4,6-benzylidene-α-D-glucopyranoside; or p-aminophenyl-4,6-benzylidene-α-D-galactopyranoside is used as the glycopyranoside, and cylindrical silica is used. (Claim 7).

【0010】また、本発明は、別の視点として、上記の
方法(請求項5)によって得られるような外径が300
−800nmで厚さが20−150nmの中空で球状の
形状を呈するシリカを提供し(請求項8)、さらに、上
記の方法(請求項6)によって得られるような外径が1
50−200nmで、内部に内径が5−10nmの複数
の筒状の穴が延在する蓮根状の形状を呈するシリカを提
供する(請求項9)。
According to another aspect of the present invention, an outside diameter of 300 mm as obtained by the above method (claim 5) is provided.
It provides silica having a hollow spherical shape with a thickness of -800 nm and a thickness of 20-150 nm (claim 8), and further has an outer diameter of 1 as obtained by the above method (claim 6).
Provided is silica having a lotus root shape in which a plurality of cylindrical holes having a diameter of 50 to 200 nm and an inner diameter of 5 to 10 nm extend therein (Claim 9).

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の金属酸化物(無機
構造体)およびその原料となる有機無機複合体を構成す
る各要素、その製造方法(調製方法)、ならびにそれら
の構造体の特性に沿って本発明の特徴を詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, each element constituting a metal oxide (inorganic structure) and an organic-inorganic composite as a raw material thereof according to the present invention, a production method (preparation method), and characteristics of those structures The features of the present invention will be described in detail along the line.

【0012】ゲル化剤:糖誘導体 本発明においてゲル化剤(ゲル形成剤)として用いられ
る糖誘導体は、単糖類の4位と6位の水酸基がベンジリ
デン化され且つ1位にアミノフェニル基またはピリジル
基がグリコシド結合したグリコピラノシドである。図1
には、本発明において用いられるのに好適なグリコピラ
ノシドの化学構造式が示されている。図1に示すのは1
位にアミノフェニル基が結合されたグリコピラノシドで
あるが、単糖の1位にピリジル基が結合されたグリコピ
ラノシドも同様にゲル化剤として使用することができ
る。一般に、アミノフェニル基はp−アミノフェニル基
として、また、ピリジル基は4−ピリジル基として結合
される。
[0012]Gelling agent: sugar derivative  In the present invention, it is used as a gelling agent (gel forming agent).
Sugar derivatives are those in which the hydroxyl groups at the 4- and 6-positions of the monosaccharide are benzylic.
Amino-phenyl group or pyridyl at the 1-position
It is a glycopyranoside in which the group is a glycosidic bond. FIG.
Include glycopyra suitable for use in the present invention.
The chemical structure of the noside is shown. 1 is shown in FIG.
Glycopyranoside with an aminophenyl group attached at the position
There is a glycoside in which a pyridyl group is bonded to position 1 of a monosaccharide.
Lanosides can also be used as gelling agents
You. Generally, an aminophenyl group is a p-aminophenyl group
And the pyridyl group is bonded as a 4-pyridyl group
Is done.

【0013】このような構造のピラノシドは、水、およ
びアルコールをはじめとする各種の有機溶媒をゲル化す
るとともに、本発明に従い該ゲルを鋳型として金属酸化
物(金属酸化物の前駆体)のゾルゲル反応を進行させ金
属酸化物を生成させることができる。これは、本発明で
グリコピラノシドが有するアミノフェニル基またはピリ
ジル基の窒素原子と、金属酸化物の前駆体との間で水素
結合が形成されて該前駆体がゲル上に吸着されて重合が
進行するためと理解される。
The pyranoside having such a structure can gel various organic solvents such as water and alcohol and, according to the present invention, use the gel as a template to form a sol-gel of a metal oxide (a precursor of a metal oxide). The reaction can proceed to produce a metal oxide. This is because, in the present invention, a hydrogen bond is formed between a nitrogen atom of an aminophenyl group or a pyridyl group of glycopyranoside and a precursor of a metal oxide, and the precursor is adsorbed on a gel and polymerization proceeds. To be understood.

【0014】ここで、本発明の特徴は、後にも述べるよ
うに、ゲル化剤として使用するグリコピラノシドを構成
する単糖の種類を変えること(同一の糖をα異性体また
はβ異性体に変えることを含む)により有機無機複合
体、したがって、該複合体からグリコピラノシドを除去
することにより得られる無機構造体(金属酸化物)の形
状が変化するということである。これは、単糖の糖骨格
と、4位と6位にベンジリデン化されて結合されたフェ
ニル基および/または1位に結合されたアミノフェニル
基またはピリジル基との結合角度の違いに応じて、多様
な立体構造のゲルが形成され、そのゲルを鋳型として有
機無機複合体および金属酸化物(無機構造体)が形成さ
れるためと考えられる。
Here, the feature of the present invention is to change the type of monosaccharide constituting glycopyranoside used as a gelling agent (to convert the same saccharide to α- or β-isomer, as described later). ) Changes the shape of the organic-inorganic composite, and thus the inorganic structure (metal oxide) obtained by removing glycopyranoside from the composite. This depends on the difference in the bond angle between the sugar skeleton of the monosaccharide and the phenyl group bonded to the 4- and 6-positions by benzylidene and / or the aminophenyl group or the pyridyl group bonded to the 1-position. It is considered that a gel having various three-dimensional structures is formed, and an organic-inorganic composite and a metal oxide (inorganic structure) are formed using the gel as a template.

【0015】本発明において使用されるグリコピラノシ
ドは、既知の反応を工夫することにより容易に合成する
ことができる。図2は、p−アミノフェニル−4,6−
ベンジリデン−α−D−グルコピラノシド(図2の
A)、およびp−アミノフェニル−4,6−ベンジリデ
ン−β−D−マンノピラノシド(図2のB)を例に、本
発明で用いられるピラノシドを合成する反応スキームを
示す。略述すれば、単糖のニトロフェニル化合物(市販
試薬)に、ベンズアルデヒドを適当なルイス酸触媒(例
えば塩化亜鉛)の存在下に室温で反応させることによ
り、単糖の4位と6位をベンジリデン化してニトロフェ
ニル−4,6−ベンジリデングリコピラノシドを得る。
但し、ピラノシドを構成する単糖がマンノースの場合
は、4位と6位のみならず2位と3位にもベンジリデン
化が起こり得るので、ジメトキシトルエンをトルエンス
ルホン酸ピリジニウム塩のような触媒を用いて幾分高温
下に反応させる(図2のB).得られたニトロフェニル
化グリコピラノシドをPd−Cのような還元触媒を用い
て接触還元することにより目的のアミノフェニル−4,
6−ベンジリデングリコピラノシドが得られる。
The glycopyranoside used in the present invention can be easily synthesized by devising a known reaction. FIG. 2 shows that p-aminophenyl-4,6-
The pyranoside used in the present invention is synthesized by using benzylidene-α-D-glucopyranoside (A in FIG. 2) and p-aminophenyl-4,6-benzylidene-β-D-mannopyranoside (B in FIG. 2) as examples. 1 shows a reaction scheme. Briefly, by reacting benzaldehyde with a monosaccharide nitrophenyl compound (commercially available reagent) at room temperature in the presence of a suitable Lewis acid catalyst (eg, zinc chloride), the 4- and 6-positions of the monosaccharide are benzylidene. To give nitrophenyl-4,6-benzylideneglycopyranoside.
However, when the monosaccharide constituting the pyranoside is mannose, benzylideneation can occur not only at the 4- and 6-positions but also at the 2- and 3-positions. Therefore, dimethoxytoluene is used with a catalyst such as pyridinium salt of toluenesulfonic acid. And react at slightly elevated temperature (FIG. 2B). By subjecting the obtained nitrophenylated glycopyranoside to catalytic reduction using a reducing catalyst such as Pd-C, the target aminophenyl-4,
6-benzylidene glycopyranoside is obtained.

【0016】製造方法(調製方法) 本発明に従い有機無機複合体および金属酸化物(無機構
造体)を製造するには、先ず、上述したような糖誘導体
(グリコピラノシド)とゾルゲル反応溶液とを混合し
て、それらを含有する均一な混合液を調製する。
[0016]Manufacturing method (preparation method)  According to the present invention, an organic-inorganic composite and a metal oxide (
First, the sugar derivative as described above is produced.
(Glycopyranoside) and sol-gel reaction solution
Thus, a uniform mixture containing them is prepared.

【0017】ゾルゲル反応溶液は、ゾルゲル反応が進行
するような当初のゾルが形成されるように、少なくと
も、金属酸化物(無機材料)の前駆体(金属酸化物の出
発原料:金属アルコキシド、金属クロリド、金属ジケト
ネート等:後述)、該等金属酸化物の前駆体からゾルゲ
ル反応により金属酸化物を生成するための触媒(酸、ア
ルカリ、アミン等)、および水(金属酸化物の前駆体の
加水分解に必要であり、少量でよい)を含まなければな
らない。但し、これだけではゾルゲル反応系の溶解性が
充分でなく、あるいは、水中でゲルが形成されない場合
には、グリコピラノシドとゾルゲル反応溶液とを溶解し
ゲルが発現する有機溶媒を添加する。
The sol-gel reaction solution includes at least a precursor of a metal oxide (inorganic material) (a starting material of the metal oxide: metal alkoxide, metal chloride) so that an initial sol in which the sol-gel reaction proceeds is formed. , A metal diketonate, etc .: described below), a catalyst (acid, alkali, amine, etc.) for generating a metal oxide by a sol-gel reaction from a precursor of the metal oxide, and water (hydrolysis of a metal oxide precursor) Required in small quantities). However, if this alone is not sufficient for the solubility of the sol-gel reaction system or a gel is not formed in water, an organic solvent that dissolves the glycopyranoside and the sol-gel reaction solution and generates a gel is added.

【0018】本発明の方法においては、このようにして
得られた混合液中においてグリコピラノシドのゲルを形
成させる。ここで、本発明に関連して用いるゲルという
語は、一般的には、溶媒を完全に束縛して固まっている
状態を指称するが、系を傾け軽い衝撃を与えると流動す
る程度にグリコピラノシドが互いに結合して凝集してい
る状態も含むものとする。このゲル形成の工程は、上記
の均一混合液を加熱した後、室温に冷却してゲルを形成
することにより行われる。また、ゲル形成温度が室温以
下の場合には、グリコピラノシドとゾルゲル反応溶液と
を室温で混合し、系を冷却することによりゲルを形成す
る。この工程中に、一般にグリコピラノシドのゲルが先
行して形成され、金属酸化物のゾルゲル反応が一部進行
する。
In the method of the present invention, a glycopyranoside gel is formed in the mixture thus obtained. Here, the term gel used in connection with the present invention generally refers to a state in which the solvent is completely bound and solidified. It also includes a state where they are bonded to each other and aggregated. This gel formation step is performed by heating the above-mentioned homogeneous mixed solution and then cooling it to room temperature to form a gel. When the gel formation temperature is lower than room temperature, the glycopyranoside and the sol-gel reaction solution are mixed at room temperature, and the system is cooled to form a gel. During this step, a gel of glycopyranoside is generally formed first, and the sol-gel reaction of the metal oxide partially proceeds.

【0019】本発明においては、次に、上記のようにゲ
ルが形成した系を、該ゲルが壊れないような条件下に保
持しながら、金属酸化物の重合を更に進行させる。すな
わち、室温でゲル形成が生じたような系は室温下に、ま
た、冷却によってゲルが形成したような系は、その冷却
温度に、適当時間(一般に、数日間以上)保持すれば、
金属酸化物のゾルゲル反応により加水分解、重縮合が進
行し、金属酸化物の重合度が上がり溶液中に溶解し得な
くなった金属酸化物がグリコピラノシドのゲル表面に付
着、析出する。
In the present invention, the polymerization of the metal oxide is further advanced while maintaining the system in which the gel has been formed as described above under such a condition that the gel is not broken. That is, a system in which gel formation occurs at room temperature is maintained at room temperature, and a system in which gel is formed by cooling is maintained at the cooling temperature for an appropriate time (generally, several days or more).
Hydrolysis and polycondensation proceed by the sol-gel reaction of the metal oxide, and the degree of polymerization of the metal oxide increases, and the metal oxide which cannot be dissolved in the solution adheres and precipitates on the glycopyranoside gel surface.

【0020】次いで、これを適当な条件で乾燥、余分な
溶媒を除去し、ゲル構造のグリコピラノシドを残せば有
機無機複合体が得られ、さらに、グリコピラノシドを除
去すれば金属酸化物(無機構造体)となる。このグリコ
ピラノシドの除去は、溶媒を用いて溶出させることも可
能であるが、一般に、焼成により行うのが好ましい。
Next, this is dried under appropriate conditions, the excess solvent is removed, and the glycopyranoside having a gel structure is left to obtain an organic-inorganic complex. Further, if the glycopyranoside is removed, a metal oxide (inorganic structure) is obtained. Becomes The removal of glycopyranoside can be carried out by elution using a solvent, but it is generally preferable to carry out calcination.

【0021】金属酸化物(無機構造体) 本発明に従う有機無機複合体および金属酸化物(無機構
造体)を調製するのに用いられる金属酸化物(無機材
料)の前駆体としては、上述したようなグリコピラノシ
ドから成るゲルの水素結合を介して付着し、そのゲル表
面上でゾルゲル反応が進行して所望の金属酸化物を生成
し得るものであれば特に制限はない。
[0021]Metal oxide (inorganic structure)  Organic-inorganic composite and metal oxide according to the present invention
Metal oxides (inorganic materials) used to prepare
As precursors of glycopyranosi as described above
Adheres via hydrogen bonds in the gel consisting of
Sol-gel reaction proceeds on the surface to produce the desired metal oxide
There is no particular limitation as long as it can be performed.

【0022】例えば、シリカ、アルミナ、ボレイトの
他、チタニア、ジルコニア、ヘマタイト等の遷移金属の
アルコキシドおよびクロリド、ジケトネー等が挙げられ
る。具体的にはシリカではテトラエトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシラン、テトラクロロシラン、アルミナ
ではアルミニウムトリ−sec−ブトキシド、アルミニ
ウム(III)2,4−ベンタンジオネート、ボレイトで
はトリメトキシボラン、チタニアではチタンエトキサイ
ド、ジルコニアではジルコニウムテトラ−n−ブトキサ
イド等が用いられる。
For example, in addition to silica, alumina and borate, alkoxides and chlorides of transition metals such as titania, zirconia and hematite, diketone and the like can be mentioned. Specifically, silica is tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetrachlorosilane, alumina is aluminum tri-sec-butoxide, aluminum (III) 2,4-pentanedionate, borate is trimethoxyborane, and titania is titanium ethoxide. For zirconia, zirconium tetra-n-butoxide or the like is used.

【0023】金属酸化物の形状 既述のように、本発明に従えば、ゲル化剤となるグリコ
ピラノシドを構成する糖の種類を変えることにより、得
られる金属酸化物(無機構造体)の形状を変えることが
できる。例えば、α−ガラクトース、β−ガラクトース
またはα−マンノースをベースとするグリコピラノシド
を用いた場合には、外径が300−800nmであり厚
さが20−150nmの中空で球状のシリカが得られ
る。このようなナノスケールの大きさで中空球状のシリ
カ構造体はこれまで得られなかったものである。
[0023]Shape of metal oxide  As described above, according to the present invention, the glycoside serving as a gelling agent
By changing the type of sugar that makes up the pyranoside,
The shape of the metal oxide (inorganic structure)
it can. For example, α-galactose, β-galactose
Or glycopyranoside based on α-mannose
When using, the outer diameter is 300-800 nm and the thickness is
A hollow spherical silica with a diameter of 20-150 nm is obtained.
You. Such a nano-sized hollow spherical silicon
The mosquito structure has not been obtained before.

【0024】また、β−グルコースから成るグリコピラ
ノシドをゲル化剤として用いた場合には、外径が150
−200nmであり、内部に内径が5−10nmの複数
の筒状の穴(ミクロチューブ)が延びている蓮根状の金
属酸化物(シリカ構造体)が得られる。
When glycopyranoside consisting of β-glucose is used as a gelling agent, the outer diameter is 150 μm.
A lotus root-shaped metal oxide (silica structure) having -200 nm and a plurality of cylindrical holes (microtubes) having an inner diameter of 5 to 10 nm is obtained.

【0025】さらに、α−グルコースをベースとするグ
リコピラノシドを用いた場合には、円筒状(外径20−
30nm、内径5−10nm)のシリカ構造体が得られ
る。興味深いことには、α−ガラクトピラノシドをゲル
化剤とする場合には、上述のように一般に中空球状のシ
リカ構造体が得られるが、溶媒として水に加えてエタノ
ールを添加した場合には、円筒状のシリカ構造体(外径
約1400nm)が得られる。
Further, when a glycopyranoside based on α-glucose is used, a cylindrical (outer diameter of 20-
A silica structure (30 nm, inner diameter 5-10 nm) is obtained. Interestingly, when α-galactopyranoside is used as a gelling agent, a hollow spherical silica structure is generally obtained as described above, but when ethanol is added in addition to water as a solvent, As a result, a cylindrical silica structure (outer diameter of about 1400 nm) is obtained.

【0026】かくして、本発明によって得られる金属酸
化物(無機構造体)、特に円筒状または蓮根状のシリカ
構造体は、内面と外面を有する表面の広さを利用して、
触媒、触媒の支持担体、吸着剤、分離剤などとして、さ
らに、その内部に金属微粒子を内包させることによりイ
オン導電体などとして応用されることが期待される。ま
た、本発明によって得られる金属酸化物(無機構造体)
のうち、特にナノスケールの中空球状のシリカは、例え
ば、適当な薄膜上に担持されることによりフラクタル構
造(凹凸構造)を制御して超撥水膜や反射防止膜等の機
能性薄膜として応用展開できるものと考えられる。
Thus, the metal oxide (inorganic structure) obtained by the present invention, in particular, a cylindrical or lotus root-like silica structure can be obtained by utilizing the width of a surface having an inner surface and an outer surface.
It is expected to be applied as a catalyst, a support for the catalyst, an adsorbent, a separating agent, and the like, and further, as an ion conductor by enclosing metal fine particles therein. Further, the metal oxide (inorganic structure) obtained by the present invention
Among them, in particular, nano-scale hollow spherical silica is applied as a functional thin film such as a super water repellent film or an anti-reflective film by controlling the fractal structure (concavo-convex structure) by being supported on an appropriate thin film. It can be expanded.

【0027】なお、本発明によって製造され金属酸化物
(無機構造体)の原料となる有機無機構造体も、ゲル化
剤として用いるグリコピラノシドに応じて上述したよう
な金属酸化物(無機構造体)に相当する多様な形状を有
することは明らかであろう。これらの有機無機複合体
は、上記のような金属酸化物(無機構造体)の前駆体と
して有用であるが、それ自身も各種の用途が期待され
る。例えば、有機機能分子をあらかじめゲル中に含ませ
た後、有機無機複合体を形成させる。それによって、例
えば、ゲル状電解質溶液との複合体形成による電池材
料、色素分子を含むゲルとの複合体形成による非線形光
学材料への応用が期待される。また、筒状および球状の
構造による包接効果を利用した触媒、殺菌剤、芳香剤等
の包接材料としての応用展開が可能である。
The organic-inorganic structure produced according to the present invention and used as a raw material of the metal oxide (inorganic structure) is also changed to the above-described metal oxide (inorganic structure) depending on the glycopyranoside used as the gelling agent. It will be apparent that it has a corresponding variety of shapes. These organic-inorganic composites are useful as precursors for the above-described metal oxides (inorganic structures), but themselves are expected to have various uses. For example, an organic-inorganic composite is formed after an organic functional molecule is previously included in a gel. Accordingly, application to, for example, a battery material by forming a complex with a gel electrolyte solution and a nonlinear optical material by forming a complex with a gel containing a dye molecule is expected. Further, application development as an inclusion material such as a catalyst, a bactericide, and an aromatic using the inclusion effect of the cylindrical and spherical structures is possible.

【0028】[0028]

【実施例】以下に本発明の特徴をさらに明らかにするた
め実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定されるも
のではない。なお、図面に示す化学構造式においては、
慣用的な表示法に従い炭素原子や水素原子を省略してい
ることもある。実施例1:グリコピラノシド(ゲル化剤)の合成 化合物1a(p−アミノフェニル−4,6−ベンジリデ
ン−α−D−グルコピラノシド)の合成:図2のAに示
す反応スキームに従って以下のように化合物1aを合成
した。p−ニトロフェニル−α−D−グルコピラノシド
(1.0g、3.32mmol)とベンズアルデヒド(4.0ml、39.6
mmol)とを塩化亜鉛(0.96mg、7.08mmol)触媒の存在下
で、室温で窒素雰囲気下で反応させた。20時間後、反応
溶液を水50ml中に加えた。水溶液をデカンテーションで
除き、残渣油状物に石油エーテル50mlを加え結晶化させ
た。得られた結晶をろ取した。メタノールで再結晶を行
った。このp−ニトロフェニル−4,6−ベンジリデン
−α−D−グルコピラノシドをメタノール(50ml)とT
HF(10ml)の混合溶媒に溶解させ、Pd‐C触媒を用
いて水素による接触還元を行った。ろ過によりPd−C
触媒を取り除き、溶媒を減圧留去した後、シリカカラム
クロマトグラフィーにて化合物を精製した。収率25%:
mp216.7−217.0℃;1H NMR(300MHz、DMS
O−d6)δ=3.66-4.11(m,6H), 4.74(d, J=6.7 Hz,
2H), 5.21-5.24(m, 3H), 5.30(d, J=5.2 Hz, 1H), 5.6
0(s, 1H), 6.51(d, J=8.8 Hz, 2H), 6.79(d, J=8.8 Hz,
2H), 7.36-7.47(m, 5H) ;IR(KBr)3312 cm−1,
2909, 1647, 1510, 1456, 1396, 1363, 1217,1089, 10
45, 999, 806, 763。 他の化合物1b、2a、2bについても同様の方法によ
って合成した。それらについては、分析データのみ示
す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The characteristics of the present invention will be described below.
Examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
Not. In the chemical structural formula shown in the drawings,
Carbon and hydrogen atoms have been omitted according to conventional notation.
Sometimes.Example 1: Synthesis of glycopyranoside (gelling agent)  Compound 1a (p-aminophenyl-4,6-benzylide
-Α-D-glucopyranoside): shown in FIG.
Compound 1a is synthesized as follows according to the reaction scheme
did. p-Nitrophenyl-α-D-glucopyranoside
(1.0 g, 3.32 mmol) and benzaldehyde (4.0 ml, 39.6
mmol) and zinc chloride (0.96 mg, 7.08 mmol) in the presence of a catalyst.
At room temperature under a nitrogen atmosphere. 20 hours later, reaction
The solution was added in 50 ml of water. Decant the aqueous solution
The remaining oil was crystallized by adding 50 ml of petroleum ether.
Was. The obtained crystals were collected by filtration. Recrystallize with methanol
Was. This p-nitrophenyl-4,6-benzylidene
-Α-D-glucopyranoside in methanol (50 ml) and T
Dissolve in a mixed solvent of HF (10ml) and use Pd-C catalyst
Then, catalytic reduction with hydrogen was performed. Pd-C by filtration
After removing the catalyst and evaporating the solvent under reduced pressure, the silica column
The compound was purified by chromatography. Yield 25%:
mp 216.7-217.0 ° C;11 H NMR (300 MHz, DMS
O-d6) δ = 3.66-4.11 (m, 6H), 4.74 (d, J = 6.7 Hz,
 2H), 5.21-5.24 (m, 3H), 5.30 (d, J = 5.2 Hz, 1H), 5.6
0 (s, 1H), 6.51 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.79 (d, J = 8.8 Hz,
 2H), 7.36-7.47 (m, 5H); IR (KBr) 3312 cm-1,
 2909, 1647, 1510, 1456, 1396, 1363, 1217,1089, 10
45, 999, 806, 763. The other compounds 1b, 2a and 2b are prepared in the same manner.
Was synthesized. For those, only the analysis data is shown.
You.

【0029】化合物1b(p−アミノフェニル−4,6
−ベンジリデン−β−D−グルコピラノシド)の合成:
収率31%:mp245.6−246.0℃;1H NMR(300MH
z、DMSO−d6)δ=3.26-3.54(m, 4H), 3.70(t,
J=3.7 Hz, 1H), 4.17-4.22(m, 1H), 4.71(s, 2H), 4.82
(d, J=4.7 Hz, 1H), 5.39(d, J=4.8 Hz, 1H), 5.52(d,
J=5.3 Hz, 1H),6.49(d, J=8.6 Hz, 2H), 6.76(d, J=8.6
Hz, 2H), 7.36-7.45(m, 5H);IR(KBr)3368 cm
−1, 3298, 2870, 1624, 1510, 1383, 1228, 1086, 101
3, 920,826, 771。
Compound 1b (p-aminophenyl-4,6
Synthesis of -benzylidene-β-D-glucopyranoside):
Yield 31%: mp 245.6-246.0 ° C; 1 H NMR (300 MH
z, DMSO-d6) δ = 3.26-3.54 (m, 4H), 3.70 (t,
J = 3.7 Hz, 1H), 4.17-4.22 (m, 1H), 4.71 (s, 2H), 4.82
(d, J = 4.7 Hz, 1H), 5.39 (d, J = 4.8 Hz, 1H), 5.52 (d,
J = 5.3 Hz, 1H), 6.49 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 6.76 (d, J = 8.6
Hz, 2H), 7.36-7.45 (m, 5H); IR (KBr) 3368 cm
−1 , 3298, 2870, 1624, 1510, 1383, 1228, 1086, 101
3, 920,826, 771.

【0030】化合物2a(p−アミノフェニル−4,6
−ベンジリデン−α−D−ガラクトピラノシド)の合
成:収率39%:mp224.0−224.6℃;1H NMR(300
MHz、DMSO−d6)δ=3.78-4.68(m, 6H), 4.71
(s, 2H), 4.87(t, J=6.0 Hz, 1H), 4.92(t, J=6.7Hz, 1
H), 5.28(t, J=3.4 Hz, 1H), 5.56(s, 1H), 6.50(d, J=
8.8 Hz, 2H), 6.79(t, J=8.8 Hz, 2H), 7.36-7.48(m, 5
H);IR(KBr)3310 cm−1, 2909, 1635, 1509, 14
56, 1368, 1217, 1089, 1047, 999, 806。
Compound 2a (p-aminophenyl-4,6
Synthesis of -benzylidene-α-D-galactopyranoside): 39% yield: mp 224.0-224.6 ° C .; 1 H NMR (300
MHz, DMSO-d6) δ = 3.78-4.68 (m, 6H), 4.71
(s, 2H), 4.87 (t, J = 6.0 Hz, 1H), 4.92 (t, J = 6.7 Hz, 1
H), 5.28 (t, J = 3.4 Hz, 1H), 5.56 (s, 1H), 6.50 (d, J =
8.8 Hz, 2H), 6.79 (t, J = 8.8 Hz, 2H), 7.36-7.48 (m, 5
H); IR (KBr) 3310 cm −1 , 2909, 1635, 1509, 14
56, 1368, 1217, 1089, 1047, 999, 806.

【0031】化合物2b(p−アミノフェニル−4,6
−ベンジリデン−β−D−ガラクトピラノシド)の合
成:収率76%:mp206.1−206.9℃;1H NMR(300
MHz、DMSO−d6)δ=3.56-3.64(m, 3H), 4.04
-4.11(m, 3H), 4.72(d, J=7.2 Hz, 1H), 4.95(s, 2H),
5.00(s, 1H), 5.21(s, 1H), 5.57(s, 1H), 6.52(d, J=
8.7 Hz, 2H), 6.80(d, J=8.7 Hz, 2H), 7.36-7.48(m, 5
H);IR3440 cm−1, 2934, 1610, 1593, 1516, 1495,
1344, 1246, 1095, 997, 920, 850, 752。
Compound 2b (p-aminophenyl-4,6
-Benzylidene-β-D-galactopyranoside): 76% yield: mp 206.1-206.9 ° C .; 1 H NMR (300
MHz, DMSO-d6) δ = 3.56-3.64 (m, 3H), 4.04
-4.11 (m, 3H), 4.72 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 4.95 (s, 2H),
5.00 (s, 1H), 5.21 (s, 1H), 5.57 (s, 1H), 6.52 (d, J =
8.7 Hz, 2H), 6.80 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.36-7.48 (m, 5
H); IR3440 cm −1 , 2934, 1610, 1593, 1516, 1495,
1344, 1246, 1095, 997, 920, 850, 752.

【0032】化合物3a(p−アミノフェニル−4,6
−ベンジリデン−α−D−マンノピラノシド)の合成:
図2のBに示す反応スキームに従って、以下のように化
合物3aを合成した。p−ニトロフェニル−α−D−マ
ンノピラノシド(500mg、1.66mmol)を無水DMF10ml
中に溶解させ、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩
(32mg、0.13mmol)とα,α−ジメトキシトルエン
(303mg、1.49mmol)とを加え、80℃窒素雰囲気下で反
応させた。2時間後、減圧留去を行い溶媒を除去した
後、シリカカラムクロマトグラフィーにて化合物を得
た。このp−ニトロフェニル−4,6−ベンジリデン−
α−D−マンノピラノシドをメタノール(50ml)に溶解
させ、Pd−C触媒を用いて水素による接触還元を行っ
た。ろ過によりPd−C触媒を取り除き、溶媒を減圧留
去した後、シリカカラムクロマトグラフィーにて化合物
を精製した。収率58%:mp198.9−199.4℃;1H NM
R(300MHz、DMSO−d6)δ=3.69-4.10(m, &
H), 4.78(s, 2H), 5.12(d, J=5.2 Hz, 1H), 5.21(s, 1
H), 5.32(d, J=4.0 Hz, 1H), 5.63(s, 1H), 6.52(d, J=
8.6 Hz, 2H), 6.72(d, J=8.6 Hz, 2H), 7.37-7.47(m, 5
H);IR(KBr)3395 cm−1, 3314, 2912,1626, 151
0, 1375, 1226, 1097, 1035, 926, 831, 749。
Compound 3a (p-aminophenyl-4,6
Synthesis of -benzylidene-α-D-mannopyranoside):
According to the reaction scheme shown in FIG. 2B, compound 3a was synthesized as follows. p-Nitrophenyl-α-D-mannopyranoside (500 mg, 1.66 mmol) was added to anhydrous DMF (10 ml).
And pyridinium p-toluenesulfonate (32 mg, 0.13 mmol) and α, α-dimethoxytoluene (303 mg, 1.49 mmol) were added and reacted at 80 ° C. under a nitrogen atmosphere. Two hours later, the solvent was removed by distillation under reduced pressure, and the compound was obtained by silica column chromatography. This p-nitrophenyl-4,6-benzylidene-
α-D-Mannopyranoside was dissolved in methanol (50 ml), and catalytic reduction with hydrogen was performed using a Pd-C catalyst. After the Pd-C catalyst was removed by filtration and the solvent was distilled off under reduced pressure, the compound was purified by silica column chromatography. Yield 58%: mp 198.9-199.4 ° C; 1 H NM
R (300 MHz, DMSO-d6) δ = 3.69-4.10 (m, &
H), 4.78 (s, 2H), 5.12 (d, J = 5.2 Hz, 1H), 5.21 (s, 1H
H), 5.32 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 5.63 (s, 1H), 6.52 (d, J =
8.6 Hz, 2H), 6.72 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.37-7.47 (m, 5
H); IR (KBr) 3395 cm −1 , 3314, 2912, 1626, 151
0, 1375, 1226, 1097, 1035, 926, 831, 749.

【0033】実施例2:ゲル化実験 実施例1で合成したピラノシド1a,1b,2a,2
b,3aをゲル化剤として、各種有機溶媒に対するゲル
化能を調べた。ゲル化実験は次のように行った。ゲル化
剤の濃度は3.0(wt/v)%とした。すなわち、ゲル化剤
(0.3mg)と溶媒(0.1ml)とをねじ口サンプル瓶中に入
れ、固形分が溶解するまで加熱し溶解させた。得られた
溶液を室温にまで冷却し1時間放置してゲルの形成を観
察した。これらの結果を表1に示す。ゲルとして存在す
る場合は、「G」と表記した。溶液状態のままの場合は
「S」、析出物が出た場合には「R」、不溶の場合には
「I」と示した。
[0033]Example 2: Gelation experiment  Pyranosides 1a, 1b, 2a, 2 synthesized in Example 1
Gels for various organic solvents using b and 3a as gelling agents
The chemistry was examined. The gelation experiment was performed as follows. Gelation
The concentration of the agent was 3.0 (wt / v)%. That is, the gelling agent
(0.3mg) and solvent (0.1ml) into a screw sample bottle
The mixture was heated and dissolved until the solid content was dissolved. Got
Cool the solution to room temperature and leave for 1 hour to observe gel formation.
I thought. Table 1 shows the results. Exists as a gel
In this case, it is described as “G”. If the solution remains
"S", "R" when precipitates appear, and "R" when insoluble
Indicated as "I".

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】実施例3:有機無機複合体および金属酸化
物の調製 実施例1で合成したグルコピラノシド1a、1b、2
a、2b、3aの各5.0×10−6〜5.0×10−5molを次の
組成から成るゾルゲル反応溶液に溶かした。:水(5−1
0mg)/TEOS(テトラエトキシシラン)(8−20mg)
/ベンジルアミン(5−10mg)。またゲル化剤が水中で
ゲルを形成しないときには、次の溶液を用いた。:エタ
ノール(8mg)/TEOS(テトラエトキシシラン)(8
−20mg)/水(5−10mg)/ベンジルアミン(5−10m
g)。得られた混合液をガラス管内に密封し、加熱(80
−100℃)した後、室温に冷却してゲル形成を確認し、
その後、室温下に7〜10日間放置して、ゾルゲル重合反
応を進行させた。次いで、反応溶液をろ過して重合物を
得、その後、窒素気流下200℃で2時間、そして500℃で
2時間、最後に空気気流下で500℃、4時間加熱するこ
とによって焼成し金属酸化物(シリカ)を得た。
[0035]Example 3: Organic-inorganic composite and metal oxidation
Preparation of goods  Glucopyranosides 1a, 1b, 2 synthesized in Example 1
a, 2b, 3a each 5.0 × 10−6~ 5.0 × 10−5mol following
The composition was dissolved in a sol-gel reaction solution. : Water (5-1
0mg) / TEOS (tetraethoxysilane) (8-20mg)
/ Benzylamine (5-10 mg). In addition, the gelling agent
The following solution was used when no gel was formed. : Eta
Knol (8 mg) / TEOS (tetraethoxysilane) (8
-20mg) / water (5-10mg) / benzylamine (5-10m
g). The resulting mixture is sealed in a glass tube and heated (80
After cooling to room temperature, gel formation was confirmed.
After that, it is left at room temperature for 7 to 10 days,
The response progressed. Next, the reaction solution is filtered to remove the polymer.
And then under nitrogen at 200 ° C for 2 hours and at 500 ° C
Heat at 500 ° C for 4 hours under air stream for 2 hours
And a metal oxide (silica) was obtained.

【0036】得られたシリカのSEM(走査電子顕微
鏡)写真とTEM(透過電子顕微鏡)写真を図3〜図5
に示す。化合物1aおよび1bから得られたシリカ構造
は、円筒状の構造を示した。化合物1aを用いて得られ
たシリカの外径はSEM写真から外径が20−30nmであ
り、長さは350−700nmであった。TEM写真よりチュー
ブの内径は5−10nmであった(図3)。化合物1bを用い
て得られたシリカの外径は150−200nmであり、チューブ
の内径は50−100nmであった。さらに、その内側のチュ
ーブは5−10nmのミクロチューブの束から構成されてい
た(図4)。
FIGS. 3 to 5 show SEM (scanning electron microscope) and TEM (transmission electron microscope) photographs of the obtained silica.
Shown in The silica structure obtained from compounds 1a and 1b showed a cylindrical structure. The outer diameter of the silica obtained using the compound 1a was 20 to 30 nm from the SEM photograph, and the length was 350 to 700 nm. From the TEM photograph, the inner diameter of the tube was 5-10 nm (FIG. 3). The outer diameter of the silica obtained using compound 1b was 150-200 nm, and the inner diameter of the tube was 50-100 nm. In addition, the inner tube consisted of a bundle of 5-10 nm microtubes (FIG. 4).

【0037】化合物2aの場合は、ゲル化とゾルゲル重
合過程に用いる溶媒によって、異なるシリカ構造が得ら
れた。エタノールを用いた系から得られたシリカ構造体
は、直径が約1400nmの形状が円筒状であった。一方、水
系において得られたシリカ構造体は中空で球状であり、
その外径は300−700nmで、厚さは20−100nmであった。
マンノース由来のゲル化剤である3aを用いて得られた
シリカは中空の球状であり、外径が400−800nm、内径が
150−650nmの構造物であった(図5)。ゲル化剤として
2bを用いた場合も、中空で球状のシリカが得られた。
In the case of compound 2a, different silica structures were obtained depending on the solvent used in the gelation and sol-gel polymerization processes. The silica structure obtained from the system using ethanol had a cylindrical shape with a diameter of about 1400 nm. On the other hand, the silica structure obtained in an aqueous system is hollow and spherical,
Its outer diameter was 300-700 nm and its thickness was 20-100 nm.
The silica obtained using 3a, which is a gelling agent derived from mannose, has a hollow spherical shape, an outer diameter of 400-800 nm, and an inner diameter of 400-800 nm.
The structure was 150-650 nm (FIG. 5). When 2b was used as the gelling agent, hollow and spherical silica was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明においてゲル化剤として用いられる糖誘
導体(グリコピラノシド)の化学構造式を示す。
FIG. 1 shows a chemical structural formula of a sugar derivative (glycopyranoside) used as a gelling agent in the present invention.

【図2】本発明においてゲル化剤として用いられるグリ
コピラノシドを合成するための反応スキームを示す。
FIG. 2 shows a reaction scheme for synthesizing glycopyranoside used as a gelling agent in the present invention.

【図3】ゲル化剤として図1の1aのグリコピラノシド
を用いて得られた金属酸化物(シリカ)の結晶構造を示
す走査電子顕微鏡写真(a)および透過電子顕微鏡写真
(b)である。
FIG. 3 is a scanning electron micrograph (a) and a transmission electron micrograph (b) showing the crystal structure of a metal oxide (silica) obtained using the glycopyranoside of 1a in FIG. 1 as a gelling agent.

【図4】ゲル化剤として図1の1bのグリコピラノシド
を用いて得られた金属酸化物(シリカ)の結晶構造を示
す走査電子顕微鏡写真(a)および透過電子顕微鏡写真
(b)である。
FIGS. 4A and 4B are a scanning electron micrograph (a) and a transmission electron micrograph (b) showing the crystal structure of a metal oxide (silica) obtained by using the glycopyranoside of 1b in FIG. 1 as a gelling agent.

【図5】ゲル化剤として図1の3aのグリコピラノシド
を用いて得られた金属酸化物(シリカ)の結晶構造を示
す走査電子顕微鏡写真(a)および透過電子顕微鏡写真
(b)である。
5 is a scanning electron micrograph (a) and a transmission electron micrograph (b) showing the crystal structure of a metal oxide (silica) obtained using the glycopyranoside of 3a in FIG. 1 as a gelling agent.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C01G 1/02 C01G 1/02 C07H 15/203 C07H 15/203 17/02 17/02 (72)発明者 鄭 鐘和 福岡県久留米市諏訪野町2700−3浅田第1 ビル603 Fターム(参考) 4C057 AA18 JJ23 4G042 DA01 DB11 DB31 DE03 DE05 DE07 DE14 4G066 AA22B AB11D AB13D AB23A AB26D BA01 BA09 BA10 BA20 BA23 BA28 FA05 FA11 FA22 4G072 AA25 BB07 BB16 HH17 HH30 JJ42 LL06 MM01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C01G 1/02 C01G 1/02 C07H 15/203 C07H 15/203 17/02 17/02 17/02 (72) Inventor Jin Jinhe, Fukuoka Pref., Japan AA25 BB07 BB16 HH17 HH30 JJ42 LL06 MM01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(1)イ.単糖類の4位と6位の水酸基が
ベンジリデン化され且つ1位にアミノフェニル基または
ピリジル基がグリコシル結合したグリコピラノシド、 ロ.金属酸化物の前駆体、該金属酸化物の前駆体からゾ
ルゲル反応により金属酸化物の重合体を生成するための
触媒および水から成るゾルゲル反応溶液、ならびに、 ハ.必要により前記グリコピラノシドと前記ゾルゲル反
応溶液とを溶解し得る有機溶媒、を含有する均一混合液
を調製する工程、 (2)イ.前記均一混合液を加熱した後、冷却するか、
または ロ.前記均一混合液を冷却する、ことにより前記グリコ
ピラノシドのゲルを形成させる工程、ならびに (3)前記ゲル形成した系を保持して、金属酸化物の重
合を進行させる工程、を含むことを特徴とする、グリコ
ピラノシドの表面に金属酸化物が付着した有機無機複合
体の製造方法。
(1) a. Glycopyranosides in which the hydroxyl groups at the 4- and 6-positions of the monosaccharide are benzylidene and the aminophenyl or pyridyl group is glycosylated at the 1-position; b. A sol-gel reaction solution comprising a metal oxide precursor, a catalyst for producing a metal oxide polymer by a sol-gel reaction from the metal oxide precursor and water, and c. If necessary, a step of preparing a homogeneous mixed solution containing an organic solvent capable of dissolving the glycopyranoside and the sol-gel reaction solution; (2) a. After heating the homogeneous mixture, cool or
Or b. Cooling the homogeneous mixture to form a gel of glycopyranoside; and (3) maintaining the gel-formed system and promoting polymerization of the metal oxide. And a method for producing an organic-inorganic composite in which a metal oxide is attached to the surface of glycopyranoside.
【請求項2】 請求項1の方法により得られた有機無機
複合体からグリコピラノシドを除去することを特徴とす
る金属酸化物の製造方法。
2. A method for producing a metal oxide, comprising removing glycopyranoside from the organic-inorganic composite obtained by the method according to claim 1.
【請求項3】 焼成によりグリコピラノシドを除去する
ことを特徴とする請求項2の金属酸化物の製造方法。
3. The method for producing a metal oxide according to claim 2, wherein glycopyranoside is removed by calcination.
【請求項4】 金属酸化物がシリカであることを特徴と
する請求項2または請求項3の金属酸化物の製造方法。
4. The method for producing a metal oxide according to claim 2, wherein the metal oxide is silica.
【請求項5】 グリコピラノシドとして、p−アミノフ
ェニル−4,6−ベンジリデン−α−D−ガラクトピラ
ノシド;p−アミノフェニル−4,6−ベンジリデン−
β−D−ガラクトピラノシド;またはp−アミノフェニ
ル−4,6−ベンジリデン−β−D−マンノピラノシド
を用い、中空で球状のシリカを得ることを特徴とする請
求項4の金属酸化物の製造方法。
5. Glycopyranoside includes p-aminophenyl-4,6-benzylidene-α-D-galactopyranoside; p-aminophenyl-4,6-benzylidene-
5. The process for producing a metal oxide according to claim 4, wherein hollow spherical silica is obtained using β-D-galactopyranoside; or p-aminophenyl-4,6-benzylidene-β-D-mannopyranoside. Method.
【請求項6】 グリコピラノシドとして、p−アミノフ
ェニル−4,6−ベンジリデン−β−D−グルコピラノ
シドを用い、内部に複数の筒状の穴が延在する蓮根状の
シリカを得ることを特徴とする請求項4の金属酸化物の
製造方法。
6. Use of p-aminophenyl-4,6-benzylidene-β-D-glucopyranoside as glycopyranoside to obtain a lotus root-like silica having a plurality of cylindrical holes extending therein. A method for producing the metal oxide according to claim 4.
【請求項7】 グリコピラノシドとして、p−アミノフ
ェニル−4,6−ベンジリデン−α−D−グルコピラノ
シド;またはp−アミノフェニル−4,6−ベンジリデ
ン−α−D−ガラクトピラノシドを用い、円筒状のシリ
カを得ることを特徴とする請求項4の金属酸化物の製造
方法。
7. A method for forming a glycopyranoside using p-aminophenyl-4,6-benzylidene-α-D-glucopyranoside; or p-aminophenyl-4,6-benzylidene-α-D-galactopyranoside in a cylindrical form. The method for producing a metal oxide according to claim 4, wherein silica is obtained.
【請求項8】 外径が300−800nmであり、厚さ
が20−150nmの中空で球状の形状を呈することを
特徴とするシリカ。
8. Silica having an outer diameter of 300 to 800 nm and a hollow spherical shape having a thickness of 20 to 150 nm.
【請求項9】 外径が150−200nmで、内部に内
径が5−10nmの複数の筒状の穴が延在する蓮根状の
形状を呈することを特徴とするシリカ。
9. A silica having a root shape in which a plurality of cylindrical holes having an outer diameter of 150 to 200 nm and an inner diameter of 5 to 10 nm extend therein.
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