JP2011195575A - Metal complex and production method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal complex which has outstanding gas occlusion performance and outstanding gas separation performance.
SOLUTION: The metal complex includes: an aromatic dicarboxylic acid compound (I) in which carboxyl groups are in mutual most distant positions within a constitutional formula, which has ten or more π electrons which annularly conjugate, and in which the number of carbon atoms which compose an aromatic ring is 10-18; at least one sort of a metal ion chosen from an ion of a metal belonging to group 2 and groups 7-12 of the periodic table; and an organic ligand in which the point group is D∞h, and the length in the direction of a major axis is 8.0 Å or more and less than 16.0 Å, and which can bidentately coordinate to the metal ion having 2-5 hetero atoms. The subject problem is solved by the metal complex.
COPYRIGHT: (C)2012,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属錯体及びその製造方法、並びに該金属錯体からなる吸蔵材および分離材に関する。さらに詳しくは、特定のジカルボン酸化合物と、少なくとも1種の金属イオンと、該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体に関する。本発明の金属錯体は、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、水蒸気または有機蒸気などを吸蔵するための吸蔵材及び分離するための分離材として好ましい。   The present invention relates to a metal complex and a method for producing the same, and an occlusion material and a separation material comprising the metal complex. More specifically, the present invention relates to a metal complex comprising a specific dicarboxylic acid compound, at least one metal ion, and an organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion. The metal complex of the present invention includes carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, noble gas, hydrogen sulfide, ammonia, water vapor, or organic vapor, and the like. It is preferable as a separating material for separating.

これまで、脱臭、排ガス処理などの分野で種々の吸着材が開発されている。活性炭はその代表例であり、活性炭の優れた吸着性能を利用して、空気浄化、脱硫、脱硝、有害物質除去など各種工業において広く使用されている。近年は半導体製造プロセスなどへ窒素の需要が増大しており、かかる窒素を製造する方法として、分子ふるい炭を使用して圧力スイング吸着法や温度スイング吸着法により空気から窒素を製造する方法が使用されている。また、分子ふるい炭は、メタノール分解ガスからの水素精製など各種ガス分離精製にも応用されている。   So far, various adsorbents have been developed in fields such as deodorization and exhaust gas treatment. Activated carbon is a representative example, and is widely used in various industries such as air purification, desulfurization, denitration, and removal of harmful substances by utilizing the excellent adsorption performance of activated carbon. In recent years, the demand for nitrogen has increased for semiconductor manufacturing processes, etc., and as a method for producing such nitrogen, a method of producing nitrogen from air by pressure swing adsorption method or temperature swing adsorption method using molecular sieve charcoal is used. Has been. Molecular sieve charcoal is also applied to various gas separation and purification such as hydrogen purification from methanol cracked gas.

圧力スイング吸着法や温度スイング吸着法により混合ガスを分離する際には、一般に、分離吸着材として分子ふるい炭やゼオライトなどを使用し、その平衡吸着量または吸着速度の差により分離を行っている。しかしながら、平衡吸着量の差によって混合ガスを分離する場合、これまでの吸着材では除去したいガスのみを選択的に吸着することができないため分離係数が小さくなり、装置の大型化は不可避であった。また、吸着速度の差によって混合ガスを分離する場合、ガスの種類によっては除去したいガスのみを吸着できるが、吸着と脱着を交互に行う必要があり、この場合も装置は依然として大型にならざるを得なかった。   When separating mixed gas by pressure swing adsorption method or temperature swing adsorption method, generally, molecular sieve charcoal or zeolite is used as the separation adsorbent, and separation is performed by the difference in the equilibrium adsorption amount or adsorption rate. . However, when separating the mixed gas based on the difference in the amount of equilibrium adsorption, the conventional adsorbents cannot selectively adsorb only the gas to be removed, so the separation factor becomes small, and the size of the apparatus is inevitable. . In addition, when separating the mixed gas based on the difference in adsorption speed, only the gas to be removed can be adsorbed depending on the type of gas, but it is necessary to perform adsorption and desorption alternately, and in this case, the apparatus still has to be large. I didn't get it.

一方、より優れた吸着性能を与える吸着材として、外部刺激により動的構造変化を生じる高分子金属錯体が開発されている(非特許文献1、非特許文献2参照)。この新規な動的構造変化高分子金属錯体をガス吸着材として使用した場合、ある一定の圧力まではガスを吸着しないが、ある一定圧を越えるとガス吸着が始まるという特異な現象が観測されている。また、ガスの種類によって吸着開始圧が異なる現象が観測されている。   On the other hand, polymer metal complexes that cause a dynamic structural change by an external stimulus have been developed as adsorbents that give better adsorption performance (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). When this new dynamic structure change polymer metal complex is used as a gas adsorbent, a unique phenomenon is observed in which gas adsorption does not adsorb up to a certain pressure, but gas adsorption starts when a certain pressure is exceeded. Yes. In addition, a phenomenon has been observed in which the adsorption start pressure varies depending on the type of gas.

この現象を、例えば圧力スイング吸着方式のガス分離装置における吸着材に応用した場合、非常に効率良いガス分離が可能となる。また、圧力のスイング幅を狭くすることができ、省エネルギーにも寄与する。さらに、ガス分離装置の小型化にも寄与し得るため、高純度ガスを製品として販売する際のコスト競争力を高めることができることは勿論、自社工場内部で高純度ガスを用いる場合であっても、高純度ガスを必要とする設備に要するコストを削減できるため、結局最終製品の製造コストを削減する効果を有する。しかしながら、さらなる装置小型化によるコスト削減が求められているのが現状であり、これを達成するために分離性能のさらなる向上が求められている。   When this phenomenon is applied to, for example, an adsorbent in a pressure swing adsorption type gas separation apparatus, very efficient gas separation is possible. In addition, the pressure swing width can be narrowed, contributing to energy saving. Furthermore, since it can contribute to miniaturization of the gas separation device, it is possible to increase cost competitiveness when selling high-purity gas as a product, of course, even when high-purity gas is used inside its own factory Since the cost required for the equipment that requires high purity gas can be reduced, the manufacturing cost of the final product can be reduced. However, the current situation is that cost reduction by further downsizing of the apparatus is required, and further improvement in separation performance is required to achieve this.

芳香族ジカルボン酸誘導体と金属イオンと該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる高分子金属錯体が開示されている(特許文献1参照)。しかしながら、実施例に記載されているのはテレフタル酸と銅イオンとピラジンとからなる高分子金属錯体であり、ジカルボン酸化合物がガス吸蔵性能及び混合ガス分離性能に与える効果ついては何ら言及されていない。   A polymer metal complex composed of an aromatic dicarboxylic acid derivative, a metal ion, and an organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion is disclosed (see Patent Document 1). However, what is described in the examples is a polymer metal complex composed of terephthalic acid, copper ions, and pyrazine, and no mention is made of the effect of the dicarboxylic acid compound on gas storage performance and mixed gas separation performance.

芳香族ジカルボン酸誘導体と金属イオンと該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる高分子金属錯体が開示されている(特許文献2参照)。しかしながら、実施例に記載されているのは4,4’−ビフェニルジカルボン酸と銅イオンと1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンとからなる高分子金属錯体であり、二座配位可能な有機配位子がガス吸蔵性能及び混合ガス分離性能に与える効果については何ら言及されていない。   A polymer metal complex composed of an aromatic dicarboxylic acid derivative, a metal ion, and an organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion is disclosed (see Patent Document 2). However, what is described in the examples is a polymer metal complex composed of 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, a copper ion, and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane. No mention is made of the effect of possible organic ligands on gas storage performance and mixed gas separation performance.

テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,7−ピレンジカルボン酸または4,5,9,10−テトラヒドロピレン−2,7−ジカルボン酸と金属イオンと該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる高分子金属錯体が開示されている(特許文献3参照)。しかしながら、実施例に記載されているのはテレフタル酸と銅イオンと1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンとからなる高分子金属錯体、2,6−ナフタレンジカルボン酸と銅イオンと1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンとからなる高分子金属錯体及びテレフタル酸とロジウムイオンと1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンとからなる高分子金属錯体であり、混合ガス分離性能については何ら言及されていない。   Terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,7-pyrenedicarboxylic acid or 4,5,9,10-tetrahydropyrene-2,7-dicarboxylic acid, metal ion, and A polymer metal complex comprising an organic ligand capable of bidentate coordination to a metal ion has been disclosed (see Patent Document 3). However, what is described in the examples is a polymer metal complex composed of terephthalic acid, copper ion and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, copper ion and 1 , 4-diazabicyclo [2.2.2] octane and polymer metal complex consisting of terephthalic acid, rhodium ion and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, mixed No mention is made of gas separation performance.

2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,7−ピレンジカルボン酸または4,5,9,10−テトラヒドロピレン−2,7−ジカルボン酸と金属イオンと該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる高分子金属錯体が開示されている(特許文献4参照)。しかしながら、実施例に記載されているのは2,6−ナフタレンジカルボン酸と銅イオンと1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンとからなる高分子金属錯体及び4,4’−ビフェニルジカルボン酸と銅イオンと1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンとからなる高分子金属錯体であり、二座配位可能な有機配位子がガス吸蔵性能及び混合ガス分離性能に与える影響については何ら言及されていない。   2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,7-pyrene dicarboxylic acid or 4,5,9,10-tetrahydropyrene-2,7-dicarboxylic acid, metal ion, and metal ion A polymer metal complex comprising an organic ligand capable of bidentate coordination has been disclosed (see Patent Document 4). However, the examples describe polymer metal complexes composed of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, copper ions and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and 4,4′-biphenyldicarboxylic acid. Polymer metal complex consisting of acid, copper ion and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the effect of organic ligands capable of bidentate coordination on gas storage performance and mixed gas separation performance There is no mention about.

特開2000−109485公報JP 2000-109485 A 特開2001−348361公報JP 2001-348361 A 特開2006−328051公報JP 2006-328051 A 特開2008−208110公報JP 2008-208110 A

植村一広、北川進、未来材料、第2巻、44〜51頁(2002年)Kazuhiro Uemura, Susumu Kitagawa, Future Materials, Volume 2, 44-51 (2002) 松田亮太郎、北川進、ペトロテック、第26巻、97〜104頁(2003年)Ryotaro Matsuda, Susumu Kitagawa, Petrotech, Vol. 26, 97-104 (2003)

したがって、本発明の目的は、従来よりも有効吸蔵量が大きいガス吸蔵材及び従来よりも混合ガスの分離性能が優れるガス分離材として使用できる金属錯体を提供することにある。   Therefore, the objective of this invention is providing the metal complex which can be used as a gas storage material with a larger effective occlusion amount than before, and a gas separation material which is more excellent in the separation performance of mixed gas than before.

本発明者らは鋭意検討し、特定のジカルボン酸化合物と、少なくとも1種の金属イオンと、該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体により、上記目的を達成することができることを見出し、本発明に至った。   The present inventors have intensively studied and achieve the above object with a metal complex comprising a specific dicarboxylic acid compound, at least one metal ion, and an organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion. The present inventors have found that it is possible to achieve the present invention.

すなわち、本発明によれば、以下のものが提供される。
(1)構造式内でカルボキシル基が互いに最も遠い位置にあり、かつ環状に共役しているπ電子を10個以上有し、かつ芳香環を構成する炭素原子が10〜18個である芳香族ジカルボン酸化合物と、周期表の2族及び7〜12族に属する金属のイオンから選択される少なくとも1種の金属イオンと、点群がD∞hであり、かつ長軸方向の長さが8.0Å以上16.0Å未満であり、かつヘテロ原子を2〜5個有する該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体。
(2)該芳香族ジカルボン酸化合物が下記一般式(I);
That is, according to the present invention, the following is provided.
(1) An aromatic group in which the carboxyl group is located farthest from each other in the structural formula, has 10 or more π electrons conjugated in a cyclic manner, and has 10 to 18 carbon atoms constituting the aromatic ring A dicarboxylic acid compound, at least one metal ion selected from ions of metals belonging to Groups 2 and 7-12 of the periodic table, a point group of D∞h , and a length in the major axis direction of 8 A metal complex comprising an organic ligand which is bidentate to the metal ion having a molecular weight of 0.0 to 16.0 and having 2 to 5 heteroatoms.
(2) The aromatic dicarboxylic acid compound is represented by the following general formula (I);

(式中、R、R、R、R、R及びRはそれぞれ同一または異なって水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、ホルミル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アシルアミノ基またはハロゲン原子である。)で表される芳香族ジカルボン酸化合物(I)である(1)に記載の金属錯体。
(3)該芳香族ジカルボン酸化合物が下記一般式(II);
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same or different and each is a hydrogen atom, an alkyl group optionally having a substituent, an alkoxy group, a formyl group, an acyloxy group) An alkoxycarbonyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, a monoalkylamino group, a dialkylamino group, an acylamino group, or a halogen atom). The metal complex described.
(3) The aromatic dicarboxylic acid compound is represented by the following general formula (II);

(式中、R、R、R、R10、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ同一または異なって水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、ホルミル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アシルアミノ基またはハロゲン原子であるか、RとR、或いはR12とR13が一緒になって置換基を有していてもよいアルキレン基またはアルケニレン基を形成してもよい。)で表されるジカルボン酸化合物(II)である(1)に記載の金属錯体。
(4)該二座配位可能な有機配位子が1,2−ビス(4−ピリジル)エチン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン及び4,4’−ビス(4−ピリジル)ビフェニルから選択される少なくとも1種である(1)に記載の金属錯体。
(5)該金属イオンが亜鉛イオンである(1)〜(4)いずれかに記載の金属錯体。
(6)(1)〜(5)いずれかに記載の金属錯体からなる吸蔵材。
(7)該吸蔵材が、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、水蒸気または有機蒸気を吸蔵するための吸蔵材である(6)に記載の吸蔵材。
(8)(1)〜(5)いずれかに記載の金属錯体からなる分離材。
(9)該分離材が、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、シロキサン、水蒸気または有機蒸気を分離するための分離材である(8)に記載の分離材。
(10)該分離材が、メタンと二酸化炭素、水素と二酸化炭素、窒素と二酸化炭素、メタンとエタンまたは空気とメタンを分離するための分離材である(8)に記載の分離材。
(11)構造式内でカルボキシル基が互いに最も遠い位置にあり、かつ環状に共役しているπ電子を10個以上有し、かつ芳香環を構成する炭素原子が10〜18個である芳香族ジカルボン酸化合物と、周期表の2族及び7〜12族に属する金属の塩から選択される少なくとも1種の金属塩と、点群がD∞hであり、かつ長軸方向の長さが8.0Å以上16.0Å未満であり、かつヘテロ原子を2〜5個有する該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とを溶媒中で反応させ、金属錯体を析出させる、(1)に記載の金属錯体の製造方法。
(Wherein R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an alkoxy group. , Formyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, nitro group, cyano group, amino group, monoalkylamino group, dialkylamino group, acylamino group or halogen atom, R 8 and R 9 , or R 12 and R 13 And a dicarboxylic acid compound (II) represented by (1) which may form an alkylene group or alkenylene group which may have a substituent.
(4) The bidentate organic ligand is 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene and 4,4′-bis (4-pyridyl). The metal complex according to (1), which is at least one selected from biphenyl.
(5) The metal complex according to any one of (1) to (4), wherein the metal ion is a zinc ion.
(6) An occlusion material comprising the metal complex according to any one of (1) to (5).
(7) The storage material is a storage material for storing carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, water vapor or organic vapor. The storage material according to (6).
(8) A separating material comprising the metal complex according to any one of (1) to (5).
(9) The separator is carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxide, nitrogen oxide, siloxane, water vapor or The separation material according to (8), which is a separation material for separating organic vapor.
(10) The separation material according to (8), wherein the separation material is a separation material for separating methane and carbon dioxide, hydrogen and carbon dioxide, nitrogen and carbon dioxide, methane and ethane, or air and methane.
(11) An aromatic group in which the carboxyl group is located farthest from each other in the structural formula, has 10 or more π electrons conjugated in a cyclic manner, and has 10 to 18 carbon atoms constituting the aromatic ring A dicarboxylic acid compound, at least one metal salt selected from salts of metals belonging to Groups 2 and 7-12 of the periodic table, a point group of D∞h , and a length in the major axis direction of 8 An organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion having 2 to 5 heteroatoms and not less than 0.01 and less than 16.0 cm, in a solvent, to precipitate a metal complex, (1) A method for producing the metal complex described in 1.

本発明により、構造式内でカルボキシル基が互いに最も遠い位置にあり、かつ環状に共役しているπ電子を10個以上有し、かつ芳香環を構成する炭素原子が10〜18個である芳香族ジカルボン酸化合物と、少なくとも1種の金属と、点群がD∞hであり、かつ長軸方向の長さが8.0Å以上16.0Å未満であり、かつヘテロ原子を2〜5個有する該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体を提供することができる。 According to the present invention, there is an aromatic in which the carboxyl group is located farthest from each other in the structural formula, has 10 or more π electrons conjugated in a cyclic manner, and has 10 to 18 carbon atoms constituting the aromatic ring. Group dicarboxylic acid compound, at least one metal, the point group is D∞h , the length in the major axis direction is from 8.0 to less than 16.0 and has 2 to 5 heteroatoms A metal complex comprising an organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion can be provided.

本発明の金属錯体は、各種ガスの吸蔵性能に優れているので、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、水蒸気または有機蒸気などを吸蔵するための吸蔵材として使用することができる。   Since the metal complex of the present invention is excellent in the occlusion performance of various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, water vapor or It can be used as a storage material for storing organic vapors.

また、本発明の金属錯体は、ガス種によって吸着開始圧が異なるので、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、シロキサン、水蒸気または有機蒸気などを分離するための分離材としても使用することでき、特に、メタンと二酸化炭素、水素と二酸化炭素、窒素と二酸化炭素、メタンとエタンまたは空気中の二酸化炭素などの分離材として使用することができる。   Moreover, since the metal complex of the present invention has different adsorption start pressures depending on the gas type, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, sulfur Can also be used as a separator for separating oxides, nitrogen oxides, siloxanes, water vapor or organic vapors, especially methane and carbon dioxide, hydrogen and carbon dioxide, nitrogen and carbon dioxide, methane and ethane or air It can be used as a separating material such as carbon dioxide.

ジカルボン酸化合物(I)のカルボキシレートイオンと金属イオンとからなるパドルホイール骨格中の金属イオンのアキシャル位に二座配位可能な有機配位子(II)が配位して形成されるジャングルジム骨格の模式図である。Jungle Jim formed by coordination of bidentate organic ligand (II) at the axial position of the metal ion in the paddle wheel skeleton consisting of the carboxylate ion and metal ion of the dicarboxylic acid compound (I) It is a schematic diagram of a skeleton. ジャングルジム骨格が二重に相互貫入した場合の三次元構造の模式図である。It is a schematic diagram of a three-dimensional structure when a jungle gym skeleton double interpenetrates. 本発明の金属錯体の吸脱着に伴う構造変化の模式図である。It is a schematic diagram of the structural change accompanying adsorption / desorption of the metal complex of this invention. 合成例1で得た金属錯体の結晶構造である。3 is a crystal structure of the metal complex obtained in Synthesis Example 1. 合成例1で得た金属錯体の真空乾燥前の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern before vacuum drying of the metal complex obtained in Synthesis Example 1. FIG. 合成例1で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Synthesis Example 1. FIG. 合成例2で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Synthesis Example 2. FIG. 合成例3で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Synthesis Example 3. FIG. 比較合成例1で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1. FIG. 比較合成例2で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2. FIG. 比較合成例3で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。4 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 3. FIG. 比較合成例4で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。7 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 4. FIG. 比較合成例5で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。7 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 5. FIG. 比較合成例6で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。7 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 6. FIG. 比較合成例で得た金属錯体の真空乾燥後の粉末X線回折パターンである。 7 is a powder X-ray diffraction pattern after vacuum drying of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 7. FIG. 合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in 273K of a carbon dioxide by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 1. FIG. 比較合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm of carbon dioxide at 273K by the volume method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1. 比較合成例3で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in 273K of a carbon dioxide by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 3. FIG. 比較合成例4で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸 脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 4. 比較合成例6で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸 脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 6. 合成例1で得た金属錯体について、エタンの273Kにおける吸脱着 等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in 273K of ethane by the capacitance method about the metal complex obtained in the synthesis example 1. FIG. 比較合成例1で得た金属錯体について、エタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption / desorption isotherm in 273K of ethane by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 1. FIG. 比較合成例4で得た金属錯体について、エタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption / desorption isotherm in 273K of ethane by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 4. FIG. 合成例1で得た金属錯体について、エチレンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in ethylene at 273K by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 1. FIG. 比較合成例1で得た金属錯体について、エチレンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in ethylene at 273K by the volume method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 1. FIG. 比較合成例4で得た金属錯体について、エチレンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in ethylene at 273K by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 4. FIG. 合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in 273K of a carbon dioxide by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 2. FIG. 比較合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm at 273K of a carbon dioxide by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 2. FIG. 比較合成例5で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in 273K of a carbon dioxide by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 5. FIG. 合成例3で得た金属錯体について、二酸化炭素の195Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in 195K of a carbon dioxide by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 3. FIG. 比較合成例7で得た金属錯体について、二酸化炭素の195Kにおける吸 脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 195 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 7. 合成例1で得た金属錯体について、エタン及びメタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm of ethane and methane in 273K by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 1. FIG. 比較合成例1で得た金属錯体について、エタン及びメタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption / desorption isotherm in 273K of ethane and methane by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 1. FIG. 比較合成例4で得た金属錯体について、エタン及びメタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption / desorption isotherm in 273K of ethane and methane by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 4. FIG. 合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of measuring the adsorption-desorption isotherm of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the capacitance method for the metal complex obtained in Synthesis Example 1. 比較合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。・It is the result of measuring the adsorption-desorption isotherm of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1.・ 比較合成例4で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm of carbon dioxide and nitrogen at 273K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 4. 比較合成例6で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm of carbon dioxide and nitrogen at 273K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 6. 合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of measuring the adsorption-desorption isotherm of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 2. 比較合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-desorption isotherm in carbon dioxide and nitrogen at 273K by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 2. FIG.

本発明の金属錯体は、構造式内でカルボキシル基が互いに最も遠い位置にあり、かつ環状に共役しているπ電子を10個以上有し、かつ芳香環を構成する炭素原子が10〜18個である芳香族ジカルボン酸化合物と、周期表の2族及び7〜12族に属する金属のイオンから選択される少なくとも1種の金属イオンと、点群がD∞hであり、かつ長軸方向の長さが8.0Å以上16.0Å未満であり、かつヘテロ原子を2〜5個有する該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる。 The metal complex of the present invention has 10 or more π electrons having a carboxyl group at the furthest position in the structural formula and cyclically conjugated, and 10 to 18 carbon atoms constituting an aromatic ring. An aromatic dicarboxylic acid compound, at least one metal ion selected from ions of metals belonging to Groups 2 and 7-12 of the periodic table, a point group of D∞h , and a long axis direction It consists of an organic ligand having a length of from 8.0 to less than 16.0 and capable of bidentate coordination with the metal ion having 2 to 5 heteroatoms.

本発明の金属錯体は、構造式内でカルボキシル基が互いに最も遠い位置にあり、かつ環状に共役しているπ電子を10個以上有し、かつ芳香環を構成する炭素原子が10〜18個である芳香族ジカルボン酸化合物と、周期表の2族及び7〜12族に属する金属の塩から選択される少なくとも1種の金属塩と、点群がD∞hであり、かつ長軸方向の長さが8.0Å以上16.0Å未満であり、かつヘテロ原子を2〜5個有する該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とを、常圧下、溶媒中で数時間から数日間反応させ、析出させて製造することができる。例えば、金属塩の水溶液または有機溶媒溶液と、ジカルボン酸化合物及び二座配位可能な有機配位子を含有する有機溶媒溶液とを、常圧下で混合して反応させることにより本発明の金属錯体を得ることができる。 The metal complex of the present invention has 10 or more π electrons having a carboxyl group at the furthest position in the structural formula and cyclically conjugated, and 10 to 18 carbon atoms constituting an aromatic ring. An aromatic dicarboxylic acid compound, at least one metal salt selected from the salts of metals belonging to Groups 2 and 7-12 of the periodic table, a point group of D∞h , and a long axis direction An organic ligand having a length of 8.0 to less than 16.0 and capable of bidentate coordination with the metal ion having 2 to 5 heteroatoms in a solvent under normal pressure to several hours It can be produced by reacting for a day and precipitating. For example, the metal complex of the present invention can be prepared by mixing and reacting an aqueous solution or organic solvent solution of a metal salt with an organic solvent solution containing a dicarboxylic acid compound and an organic ligand capable of bidentate coordination under normal pressure. Can be obtained.

芳香族ジカルボン酸化合物の、該化合物から2つのカルボキシル基及びR〜R14を除いた芳香族炭化水素環部分は、多環式であるのが好ましい。多環式芳香族炭化水素環の例としては、ナフタレン、アズレン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペンタフェン、ペンタセン、ビフェニルなどが挙げられる。これらの中では、ナフタレンまたはビフェニルが好ましい。「構造式内でカルボキシル基が互いに最も遠い位置にある」とは、2つのカルボキシル基がそれぞれ結合している炭素原子間の直線距離が最も長くなる位置関係にあることを意味し、例えば、ナフタレンの場合には2位と6位もしくは3位と7位の位置関係にあることを意味し、ビフェニルの場合には4位と4’位の位置関係にあることを意味する。 The aromatic hydrocarbon ring portion obtained by removing two carboxyl groups and R 1 to R 14 from the compound of the aromatic dicarboxylic acid compound is preferably polycyclic. Examples of the polycyclic aromatic hydrocarbon ring include naphthalene, azulene, phenanthrene, anthracene, triphenylene, chrysene, naphthacene, picene, pentaphen, pentacene, biphenyl and the like. Of these, naphthalene or biphenyl is preferred. “In the structural formula, the carboxyl groups are farthest from each other” means that the linear distance between the carbon atoms to which the two carboxyl groups are bonded is the longest, for example, naphthalene. In the case of, it means that the positions are 2-position and 6-position or 3-position and 7-position, and in the case of biphenyl, it means that the positions are 4-position and 4'-position.

芳香族ジカルボン酸化合物の環状に共役しているπ電子数は、該芳香族ジカルボン酸化合物の2つのカルボキシル基及びR〜R14以外の芳香族炭化水素環に存在する共役π電子の数を指し、10〜18個が好ましい。π電子数が10個より少ない芳香族ジカルボン酸化合物を用いると、吸蔵量及び分離性能が低下し、π電子数が18個より多い芳香族ジカルボン酸化合物を用いると、得られる金属錯体の安定性、結晶性、収率が低下することがある。 The number of π electrons conjugated to the ring of the aromatic dicarboxylic acid compound is the number of conjugated π electrons existing in the two carboxyl groups of the aromatic dicarboxylic acid compound and the aromatic hydrocarbon ring other than R 1 to R 14. 10 to 18 is preferable. When an aromatic dicarboxylic acid compound having a π electron number of less than 10 is used, the amount of occlusion and separation performance decreases, and when an aromatic dicarboxylic acid compound having a π electron number of more than 18 is used, the stability of the resulting metal complex , Crystallinity and yield may decrease.

芳香族ジカルボン酸化合物としては、下記一般式(I)及び(II);   Examples of the aromatic dicarboxylic acid compound include the following general formulas (I) and (II);

で表される化合物が好ましい。式中、R、R、R、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ同一または異なって水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、ホルミル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アシルアミノ基またはハロゲン原子であるか、RとR、並びに/或いはR12とR13が一緒になって置換基を有していてもよいアルキレン基またはアルケニレン基を形成してもよい。 The compound represented by these is preferable. In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different. Hydrogen atom, optionally substituted alkyl group, alkoxy group, formyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, nitro group, cyano group, amino group, monoalkylamino group, dialkylamino group, acylamino group or halogen It may be an atom, or R 8 and R 9 , and / or R 12 and R 13 may be combined to form an alkylene or alkenylene group which may have a substituent.

上記R、R、R、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R13及びR14、を構成することのできる置換基の内、アルキル基またはアルコキシ基の炭素原子数は1〜5が好ましい。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基などの直鎖または分岐を有するアルキル基が、アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基,n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基が、アシロキシ基の例としては、アセトキシ基、n−プロパノイルオキシ基、n−ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基が、アルコキシカルボニル基の例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基が、モノアルキルアミノ基の例としては、メチルアミノ基が、ジアルキルアミノ基の例としては、ジメチルアミノ基が、アシルアミノ基の例としては、アセチルアミノ基が、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が、それぞれ挙げられる。また、該アルキル基等が有していてもよい置換基の例としては、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基,n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基など)、アミノ基、モノアルキルアミノ基(メチルアミノ基など)、ジアルキルアミノ基(ジメチルアミノ基など)、ホルミル基、エポキシ基、アシロキシ基(アセトキシ基、n−プロパノイルオキシ基、n−ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基など)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基など)、カルボン酸無水物基(−CO−O−CO−R基)(Rは炭素数1〜5のアルキル基である)などが挙げられる。アルキル基の置換基の数は、1〜3個が好ましく、1個がより好ましい。 Substitutions that can constitute R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 . Among the groups, the alkyl group or alkoxy group preferably has 1 to 5 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a linear or branched alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, and a pentyl group, and an alkoxy group. Examples of methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, and examples of acyloxy group include acetoxy group, n-propanoyloxy group , N-butanoyloxy group, pivaloyloxy group, benzoyloxy group are examples of alkoxycarbonyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group are examples of monoalkylamino group, methylamino Examples of the dialkylamino group include a dimethylamino group Examples of amino group, acetylamino group, examples of the halogen atom, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, and the like, respectively. Examples of the substituent that the alkyl group may have include an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group). Etc.), amino group, monoalkylamino group (such as methylamino group), dialkylamino group (such as dimethylamino group), formyl group, epoxy group, acyloxy group (acetoxy group, n-propanoyloxy group, n-butanoyl) Oxy group, pivaloyloxy group, benzoyloxy group, etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, etc.), carboxylic acid anhydride group (—CO—O—CO—R group) (R Is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms). 1-3 are preferable and, as for the number of the substituents of an alkyl group, one is more preferable.

ジカルボン酸化合物(I)の例としては、2,6−ナフタレンジカルボン酸が挙げられる。   Examples of the dicarboxylic acid compound (I) include 2,6-naphthalenedicarboxylic acid.

上記アルキレン基の炭素数は、2が好ましい。アルキレン基の炭素数が2の場合、RとR、並びに/或いはR12とR13はそれらが結合している炭素原子と一緒になって6員環(シクロヘキサジエン環)を構成する。このようなジカルボン酸化合物の例(II)の例としては、置換基を有していてもよい4,5,9,10−テトラヒドロピレン−2,7−ジカルボン酸が挙げられる。 The alkylene group preferably has 2 carbon atoms. When the alkylene group has 2 carbon atoms, R 8 and R 9 and / or R 12 and R 13 together with the carbon atom to which they are bonded form a 6-membered ring (cyclohexadiene ring). Examples of such dicarboxylic acid compound (II) include 4,5,9,10-tetrahydropyrene-2,7-dicarboxylic acid which may have a substituent.

上記アルケニレン基の炭素数は、2が好ましい。アルケニレン基の炭素数が2の場合、RとR、並びに/或いはR12とR13はそれらが結合している炭素原子と一緒になって6員環(ベンゼン環)を構成する。このようなジカルボン酸化合物(II)としては、置換基を有していてもよい2,7−ピレンジカルボン酸が挙げられる。 The alkenylene group preferably has 2 carbon atoms. When the alkenylene group has 2 carbon atoms, R 8 and R 9 and / or R 12 and R 13 together with the carbon atom to which they are bonded form a 6-membered ring (benzene ring). Examples of such dicarboxylic acid compound (II) include 2,7-pyrene dicarboxylic acid which may have a substituent.

また、該アルキレン基、該アルケニレン基が有していてもよい置換基の例としては、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基,n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基など)、アミノ基、モノアルキルアミノ基(メチルアミノ基など)、ジアルキルアミノ基(ジメチルアミノ基など)、ホルミル基、エポキシ基、アシロキシ基(アセトキシ基、n−プロパノイルオキシ基、n−ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基など)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基など)、カルボン酸無水物基(−CO−O−CO−R基)(Rは炭素数1〜5のアルキル基である)などが挙げられる。   Examples of the substituent that the alkylene group or the alkenylene group may have include an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, tert. -Butoxy group etc.), amino group, monoalkylamino group (methylamino group etc.), dialkylamino group (dimethylamino group etc.), formyl group, epoxy group, acyloxy group (acetoxy group, n-propanoyloxy group, n -Butanoyloxy group, pivaloyloxy group, benzoyloxy group, etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, etc.), carboxylic anhydride group (-CO-O-CO-R group) (R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).

ジカルボン酸化合物(II)としては、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,7−ピレンジカルボン酸または4,5,9,10−テトラヒドロピレン−2,7−ジカルボン酸を使用することができ、中でも4,4’−ビフェニルジカルボン酸が好ましい。   As the dicarboxylic acid compound (II), 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,7-pyrene dicarboxylic acid or 4,5,9,10-tetrahydropyrene-2,7-dicarboxylic acid can be used. Of these, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid is preferred.

金属錯体の製造に用いる金属の塩としては、マグネシウム塩、カルシウム塩、マンガン塩、鉄塩、ルテニウム塩、コバルト塩、ロジウム塩、ニッケル塩、パラジウム塩、銅塩、亜鉛塩またはカドミウム塩を使用することができ、マグネシウム塩、マンガン塩、コバルト塩、ニッケル塩、銅塩、亜鉛塩またはカドミウム塩が好ましく、亜鉛塩がより好ましい。金属塩は、単一の金属塩を使用することが好ましいが、2種以上の金属塩を混合して用いてもよい。また、本発明の金属錯体は、単一の金属イオンからなる金属錯体を2種以上混合して使用することもできる。また、これらの金属塩としては、酢酸塩、ギ酸塩などの有機酸塩、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、塩酸塩、臭化水素酸塩などの無機酸塩を使用することができる。   Magnesium, calcium, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, copper, zinc, or cadmium salts are used as metal salts for the production of metal complexes. A magnesium salt, a manganese salt, a cobalt salt, a nickel salt, a copper salt, a zinc salt or a cadmium salt is preferable, and a zinc salt is more preferable. The metal salt is preferably a single metal salt, but two or more metal salts may be mixed and used. Moreover, the metal complex of this invention can also mix and use 2 or more types of metal complexes which consist of a single metal ion. Further, as these metal salts, organic acid salts such as acetates and formates, inorganic acid salts such as sulfates, nitrates, carbonates, hydrochlorides and hydrobromides can be used.

本発明に用いられる二座配位可能な有機配位子は点群がD∞hであり、かつ長軸方向の長さが8.0Å以上16.0Å未満であり、かつヘテロ原子を2〜5個有する。ここで、二座配位可能な有機配位子とは非共有電子対で金属イオンに対して配位する原子を2つ以上有する中性配位子を意味する。 The organic ligand capable of bidentate coordination used in the present invention has a point group of D∞h , a length in the major axis direction of from 8.0 to less than 16.0, and a hetero atom of 2 to Have five. Here, the bidentate organic ligand means a neutral ligand having two or more atoms coordinated to a metal ion by a lone pair.

二座配位可能な有機配位子の点群は、下記参考文献1に記載の方法に従って決定することができる。
参考文献1:中崎昌雄、分子の対称と群論、39〜40頁(1973年、東京化学同人)
The point group of the organic ligand capable of bidentate coordination can be determined according to the method described in Reference Document 1 below.
Reference 1: Masao Nakazaki, Molecular symmetry and group theory, 39-40 (1973, Tokyo Chemical Doujin)

例えば、1,2−ビス(4−ピリジル)エチン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン及び4,4’−ビス(4−ピリジル)ビフェニルは左右対称な直線分子であり、かつ対称心を有するので、点群はD∞hとなる。また、1,2−ビス(4−ピリジル)エテンは2回回転軸とその軸に垂直な対称面を有するので、その点群はC2hとなる。 For example, 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene and 4,4′-bis (4-pyridyl) biphenyl are symmetric linear molecules and have a symmetrical center. Therefore, the point cloud is D ∞h . In addition, 1,2-bis (4-pyridyl) ethene has a two-fold rotation axis and a plane of symmetry perpendicular to the axis, so the point group is C 2h .

二座配位可能な有機配位子の点群がD∞h以外の場合、対称性が低いために無駄な空隙が生じてしまい、吸着量が低下する。 When the point group of the organic ligand capable of bidentate coordination is other than D ∞h , useless voids are generated due to low symmetry, and the amount of adsorption decreases.

本明細書における二座配位可能な有機配位子の長軸方向の長さは、富士通株式会社製Scigress Explorer Professional Version 7.6.0.52を用い、分子力学法MM3で配座解析を行った後、半経験的分子軌道法PM5で構造最適化を行うことで求めた最安定構造における、金属イオンに対して配位する原子のうち構造式内で最も離れた位置にある2原子中心間の距離と定義する。   The length in the major axis direction of the organic ligand capable of bidentate coordination in this specification was determined using conformational analysis by molecular dynamics method MM3 using Scigress Explorer Professional Version 7.6.0.52 manufactured by Fujitsu Limited. After that, in the most stable structure obtained by optimizing the structure with the semi-empirical molecular orbital method PM5, the center of the two atoms located farthest in the structural formula among the atoms coordinated to the metal ion It is defined as the distance between.

例えば、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンの窒素原子間距離は2.609Å、ピラジンの窒素原子間距離は2.810Å、4,4’−ビピリジルの窒素原子間距離は7.061Å、1,2−ビス(4−ピリジル)エチンの窒素原子間距離は9.583Å、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼンの窒素原子間距離は11.315Å、3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジンの窒素原子間距離は11.204Å、4,4’−ビス(4−ピリジル)ビフェニレンの窒素原子間距離は15.570Å、N,N’−ジ(4−ピリジル)−1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボキシジイミドの窒素原子間距離は15.533Åとなる。   For example, the distance between nitrogen atoms of 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane is 2.609Å, the distance between nitrogen atoms of pyrazine is 2.810Å, and the distance between nitrogen atoms of 4,4′-bipyridyl is 7. The distance between nitrogen atoms of 061Å, 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne is 9.583Å, and the distance between nitrogen atoms of 1,4-bis (4-pyridyl) benzene is 11.315Å, 3,6-di ( The distance between nitrogen atoms of 4-pyridyl) -1,2,4,5-tetrazine is 11.204 mm, and the distance between nitrogen atoms of 4,4′-bis (4-pyridyl) biphenylene is 15.570 mm, N, N ′ The distance between nitrogen atoms of -di (4-pyridyl) -1,4,5,8-naphthalenetetracarboxydiimide is 15.533Å.

二座配位可能な有機配位子の長軸方向の長さが8.0Å未満の場合は、細孔径が小さくなり過ぎ、ガス分子と細孔壁の相互作用が大きくなるため、選択性が低下する。一方、長軸方向の長さが16.0Å以上の場合は細孔径が大きくなり過ぎ、ガス分子と細孔壁の相互作用が小さくなるため、吸着量が低下する。   When the length in the major axis direction of the organic ligand capable of bidentate coordination is less than 8.0 mm, the pore diameter becomes too small and the interaction between the gas molecule and the pore wall becomes large. descend. On the other hand, when the length in the major axis direction is 16.0 mm or more, the pore diameter becomes too large, and the interaction between the gas molecules and the pore walls becomes small, so that the amount of adsorption decreases.

本明細書における二座配位可能な有機配位子が有するヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、リン原子、硫黄原子などが挙げられる。   Examples of the hetero atom of the organic ligand capable of bidentate coordination in the present specification include a nitrogen atom, an oxygen atom, a phosphorus atom, and a sulfur atom.

例えば、1,2−ビス(4−ピリジル)エチンが有するヘテロ原子数は2個、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼンが有するヘテロ原子数は2個、3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジンが有するヘテロ原子数は6個、N,N’−ジ(4−ピリジル)−1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボキシジイミドが有するヘテロ原子数は8個となる。   For example, 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne has 2 heteroatoms, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene has 2 heteroatoms, 3,6-di (4- Pyridyl) -1,2,4,5-tetrazine has 6 heteroatoms, N, N′-di (4-pyridyl) -1,4,5,8-naphthalenetetracarboxydiimide has Is 8 pieces.

有機配位子の有するヘテロ原子数が1個の場合は、金属イオンに対して二座配位することができず、目的とする金属錯体の三次元構造を構築することができない。一方、二座配位可能な有機配位子が有するヘテロ原子数が6個以上の場合は、細孔壁を構成する配位子上の電荷密度が大きくなり、ガス分子と細孔壁の相互作用が大きくなるため、選択性が低下する。   When the number of heteroatoms possessed by the organic ligand is 1, bidentate coordination cannot be performed with respect to the metal ion, and the three-dimensional structure of the target metal complex cannot be constructed. On the other hand, when the organic ligand capable of bidentate coordination has 6 or more heteroatoms, the charge density on the ligand constituting the pore wall is increased, and the mutual relationship between the gas molecule and the pore wall is increased. Since the effect is increased, the selectivity is lowered.

二座配位可能な有機配位子としては、例えば、1,2−ビス(4−ピリジル)エチン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼンまたは4,4’−ビス(4−ピリジル)ビフェニルを挙げることができ、中でも1,2−ビス(4−ピリジル)エチンが好ましい。   Examples of the bidentate organic ligand include 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene, and 4,4′-bis (4-pyridyl). Biphenyl can be mentioned, and 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne is particularly preferable.

金属錯体を製造するときの芳香族ジカルボン酸化合物と二座配位可能な有機配位子の混合比率は、芳香族ジカルボン酸化合物:二座配位可能な有機配位子=1:5〜8:1のモル比の範囲内が好ましく、1:3〜6:1のモル比の範囲内がより好ましい。この範囲以外で反応を行っても目的とする金属錯体は得られるが、収率が低下し、副反応も増えるために好ましくない。   The mixing ratio of the aromatic dicarboxylic acid compound and the bidentate organic ligand when producing the metal complex is as follows: aromatic dicarboxylic acid compound: bidentate organic ligand = 1: 5-8 Is preferably in the range of a molar ratio of 1: 1, more preferably in the range of a molar ratio of 1: 3 to 6: 1. Even if the reaction is carried out outside this range, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield decreases and the side reactions increase.

金属錯体を製造するときの金属塩と二座配位可能な有機配位子の混合比率は、金属塩:二座配位可能な有機配位子=3:1〜1:3のモル比の範囲内が好ましく、2:1〜1:2のモル比の範囲内がより好ましい。この範囲以外では目的とする金属錯体の収率が低下し、また、未反応の原料が残留して得られた金属錯体の精製が困難になる。   The mixing ratio of the metal salt and the bidentate organic ligand when producing the metal complex is as follows: metal salt: bidentate organic ligand = 3: 1 to 1: 3 molar ratio Within the range, the molar ratio of 2: 1 to 1: 2 is more preferable. Outside this range, the yield of the target metal complex decreases, and purification of the metal complex obtained by leaving unreacted raw materials becomes difficult.

金属錯体を製造するための溶媒における芳香族ジカルボン酸化合物のモル濃度は、0.005〜5.0mol/Lが好ましく、0.01〜2.0mol/Lがより好ましい。これより低い濃度で反応を行っても目的とする金属錯体は得られるが、収率が低下するため好ましくない。また、これより高い濃度では溶解性が低下し、反応が円滑に進行しない。   The molar concentration of the aromatic dicarboxylic acid compound in the solvent for producing the metal complex is preferably 0.005 to 5.0 mol / L, and more preferably 0.01 to 2.0 mol / L. Even if the reaction is performed at a concentration lower than this, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield decreases. If the concentration is higher than this, the solubility is lowered and the reaction does not proceed smoothly.

金属錯体を製造するための溶媒における金属塩のモル濃度は、0.005〜5.0mol/Lが好ましく、0.01〜2.0mol/Lがより好ましい。これより低い濃度で反応を行っても目的とする金属錯体は得られるが、収率が低下するため好ましくない。また、これより高い濃度では未反応の金属塩が残留し、得られた金属錯体の精製が困難になる。   The molar concentration of the metal salt in the solvent for producing the metal complex is preferably 0.005 to 5.0 mol / L, and more preferably 0.01 to 2.0 mol / L. Even if the reaction is performed at a concentration lower than this, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield decreases. Further, at a concentration higher than this, unreacted metal salt remains, and purification of the obtained metal complex becomes difficult.

金属錯体を製造するための溶媒における二座配位可能な有機配位子のモル濃度は、0.001〜5.0mol/Lが好ましく、0.005〜2.0mol/Lがより好ましい。これより低い濃度で反応を行っても目的とする金属錯体は得られるが、収率が低下するため好ましくない。また、これより高い濃度では溶解性が低下し、反応が円滑に進行しない。   The molar concentration of the bidentate organic ligand in the solvent for producing the metal complex is preferably 0.001 to 5.0 mol / L, more preferably 0.005 to 2.0 mol / L. Even if the reaction is performed at a concentration lower than this, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield decreases. If the concentration is higher than this, the solubility is lowered and the reaction does not proceed smoothly.

金属錯体の製造に用いる溶媒としては、有機溶媒、水またはそれらの混合溶媒を使用することができる。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、塩化メチレン、クロロホルム、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、水またはこれらの混合溶媒を使用することができる。反応温度としては、253〜423Kが好ましい。   As a solvent used for producing the metal complex, an organic solvent, water, or a mixed solvent thereof can be used. Specifically, methanol, ethanol, propanol, diethyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, methylene chloride, chloroform, acetone, ethyl acetate, acetonitrile, N, N-dimethylformamide, water or These mixed solvents can be used. The reaction temperature is preferably 253 to 423K.

結晶性の良い金属錯体は、純度が高くて吸着性能が良い。反応が終了したことはガスクロマトグラフィーまたは高速液体クロマトグラフィーにより原料の残存量を定量することにより確認することができる。反応終了後、得られた混合液を吸引濾過に付して沈殿物を集め、有機溶媒による洗浄後、373K程度で数時間真空乾燥することにより、本発明の金属錯体を得ることができる。   A metal complex having good crystallinity has high purity and good adsorption performance. The completion of the reaction can be confirmed by quantifying the remaining amount of the raw material by gas chromatography or high performance liquid chromatography. After completion of the reaction, the obtained mixed solution is subjected to suction filtration to collect a precipitate, washed with an organic solvent, and then vacuum dried at about 373 K for several hours to obtain the metal complex of the present invention.

以上のようにして得られる本発明の金属錯体は、芳香族ジカルボン酸化合物のカルボキシレートイオンと金属イオンとからなるパドルホイール骨格中の金属イオンのアキシャル位に二座配位可能な有機配位子が配位して形成されるジャングルジム骨格が多重に相互貫入した三次元構造を有する。ジャングルジム骨格の模式図を図1に、ジャングルジム骨格が二重に相互貫入した場合の三次元構造の模式図を図2に示す。   The metal complex of the present invention obtained as described above is an organic ligand capable of bidentate coordination to the axial position of the metal ion in the paddle wheel skeleton composed of the carboxylate ion and the metal ion of the aromatic dicarboxylic acid compound. Has a three-dimensional structure in which a jungle-gym skeleton formed by coordination is interpenetrated multiple times. A schematic diagram of the jungle gym skeleton is shown in FIG. 1, and a schematic diagram of a three-dimensional structure when the jungle gym skeleton is double-interpenetrated is shown in FIG.

本明細書において、「ジャングルジム骨格」とは、ジカルボン酸化合物のカルボキシレートイオンと金属イオンとからなるパドルホイール骨格中の金属イオンのアキシャル位に二座配位可能な有機配位子が配位し、ジカルボン酸化合物と金属イオンとからなる二次元格子状シート間を連結することで形成されるジャングルジム様の三次元構造と定義する。   In this specification, the “jungle gym skeleton” is a coordination of an organic ligand capable of bidentate coordination to the axial position of a metal ion in a paddle wheel skeleton composed of a carboxylate ion and a metal ion of a dicarboxylic acid compound. In addition, it is defined as a jungle gym-like three-dimensional structure formed by connecting two-dimensional lattice-like sheets composed of a dicarboxylic acid compound and metal ions.

本明細書において、「ジャングルジム骨格が多重に相互貫入した構造」とは、複数のジャングルジム骨格が互いの細孔を埋める形で貫入し合った三次元集積構造と定義する。   In the present specification, “a structure in which multiple jungle gym skeletons interpenetrate” is defined as a three-dimensional integrated structure in which a plurality of jungle gym skeletons penetrate each other so as to fill the pores.

金属錯体が「ジャングルジム骨格が多重に相互貫入した構造を有する」ことは、例えば単結晶X線結晶構造解析、粉末X線結晶構造解析などにより確認することができる。   The fact that the metal complex has “a structure in which the jungle gym skeleton has multiple interpenetrations” can be confirmed by, for example, single crystal X-ray crystal structure analysis, powder X-ray crystal structure analysis, or the like.

本発明の金属錯体における三次元構造は、合成後の結晶においても変化できるため、その変化に伴って、細孔の構造や大きさも変化する。この構造が変化する条件は、吸着される物質の種類、吸着圧力、吸着温度に依存する。すなわち、細孔表面と物質の相互作用の差に加え(相互作用の強さは物質のLennard−Jonesポテンシャルの大きさに比例)、吸着する物質により構造変化の程度が異なるため、高いガス吸蔵性能及び高いガス分離選択性が発現する。吸脱着に伴う構造変化の模式図を図3に示す。吸着された物質が脱着した後は、元の構造に戻るので、細孔の大きさも元に戻る。また、本発明の金属錯体は、常時アクセス可能な細孔とある圧力以上で開く細孔の二種類の細孔を有しているため、二段階吸着挙動を示す。   Since the three-dimensional structure in the metal complex of the present invention can be changed in the synthesized crystal, the structure and size of the pores change with the change. The conditions for changing the structure depend on the type of substance to be adsorbed, the adsorption pressure, and the adsorption temperature. In other words, in addition to the difference in the interaction between the pore surface and the substance (the strength of the interaction is proportional to the magnitude of the Lennard-Jones potential of the substance), the degree of structural change differs depending on the adsorbed substance, so high gas storage performance And high gas separation selectivity is exhibited. FIG. 3 shows a schematic diagram of the structural change accompanying the adsorption / desorption. After the adsorbed substance is desorbed, it returns to its original structure, so the pore size also returns. In addition, the metal complex of the present invention exhibits two-stage adsorption behavior because it has two types of pores: pores that are always accessible and pores that open above a certain pressure.

前記の選択吸着メカニズムは推定ではあるが、例え前記メカニズムに従っていない場合でも、本発明で規定する要件を満足するのであれば、本発明の技術的範囲に包含される。   Although the selective adsorption mechanism is estimated, even if it does not follow the mechanism, it is included in the technical scope of the present invention as long as it satisfies the requirements defined in the present invention.

本発明の金属錯体は、吸蔵される物質の種類、吸蔵圧力または吸蔵温度により、金属錯体の集積構造が変化すると共に細孔の大きさが変化するので、一定の圧力になると吸蔵量が急激に増加し、瞬時に最大吸蔵量に達する。その圧力は、吸蔵される物質の種類または吸蔵温度により異なるので、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素(メタン、エタン、エチレン、アセチレンなど)、希ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなど)、硫化水素、アンモニア、水蒸気または有機蒸気などを吸蔵するための吸蔵材として好ましい。有機蒸気とは、常温、常圧で液体状の有機物質の気化ガスを意味する。このような有機物質としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類;トリメチルアミンなどのアミン類;アセトアルデヒドなどのアルデヒド類;炭素数5〜16の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;塩化メチル、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。   In the metal complex of the present invention, the accumulated structure of the metal complex and the size of the pores change depending on the type of the occluded substance, the occlusion pressure, or the occlusion temperature. Increases and reaches the maximum occlusion amount instantly. Since the pressure varies depending on the type of occluded substance or the occlusion temperature, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, C 1-4 hydrocarbons (methane, ethane, ethylene, acetylene, etc.), rare It is preferable as an occlusion material for occlusion of gas (helium, neon, argon, krypton, xenon, etc.), hydrogen sulfide, ammonia, water vapor or organic vapor. The organic vapor means a vaporized organic substance that is liquid at normal temperature and pressure. Examples of such organic substances include alcohols such as methanol and ethanol; amines such as trimethylamine; aldehydes such as acetaldehyde; aliphatic hydrocarbons having 5 to 16 carbon atoms; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; acetone And ketones such as methyl ethyl ketone; halogenated hydrocarbons such as methyl chloride and chloroform.

また、本発明の金属錯体は、各種ガスを選択的に吸着することができるので、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素(メタン、エタン、エチレン、アセチレンなど)、希ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなど)、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、シロキサン(ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサンなど)、水蒸気または有機蒸気などを分離するための分離材としても好ましく、特に、メタン中の二酸化炭素、水素中の二酸化炭素、窒素中の二酸化炭素、メタン中のエタンまたは空気中のメタンなどを、圧力スイング吸着法や温度スイング吸着法により分離するのに適している。有機蒸気とは、常温、常圧で液体状の有機物質の気化ガスを意味する。このような有機物質としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類;トリメチルアミンなどのアミン類;アセトアルデヒドなどのアルデヒド類;炭素数5〜16の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;塩化メチル、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。   In addition, since the metal complex of the present invention can selectively adsorb various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, C 1-4 hydrocarbon (methane, ethane, ethylene, Acetylene), noble gases (such as helium, neon, argon, krypton, xenon), hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxides, nitrogen oxides, siloxanes (such as hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane), water vapor or It is also preferable as a separating material for separating organic vapors, etc., especially carbon dioxide in methane, carbon dioxide in hydrogen, carbon dioxide in nitrogen, ethane in methane or methane in air, etc. And suitable for separation by temperature swing adsorption method. The organic vapor means a vaporized organic substance that is liquid at normal temperature and pressure. Examples of such organic substances include alcohols such as methanol and ethanol; amines such as trimethylamine; aldehydes such as acetaldehyde; aliphatic hydrocarbons having 5 to 16 carbon atoms; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; acetone And ketones such as methyl ethyl ketone; halogenated hydrocarbons such as methyl chloride and chloroform.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の実施例および比較例における分析および評価は次のようにして行った。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Analysis and evaluation in the following examples and comparative examples were performed as follows.

(1)単結晶X線結晶構造解析
得られた単結晶をゴニオヘッドにマウントし、単結晶X線回折装置を用いて測定した。
測定条件の詳細を以下に示す。
<分析条件>
装置:ブルカー・エイエックスエス株式会社製SMART APEX II Ultra
X線源:MoKα(λ=0.71073Å) 50kV 24mA
集光ミラー:Helios
検出器:CCD
コリメータ:Φ0.42mm
解析ソフト:SHELXTL
(1) Single crystal X-ray crystal structure analysis The obtained single crystal was mounted on a gonio head and measured using a single crystal X-ray diffractometer.
Details of the measurement conditions are shown below.
<Analysis conditions>
Apparatus: SMART APEX II Ultra manufactured by Bruker AXS Co., Ltd.
X-ray source: MoKα (λ = 0.10773Å) 50 kV 24 mA
Condenser mirror: Helios
Detector: CCD
Collimator: Φ0.42mm
Analysis software: SHELXTL

(2)粉末X線回折パターンの測定
X線回折装置を用いて、回折角(2θ)=5〜50°の範囲を走査速度1°/分で走査し、対称反射法で測定した。分析条件の詳細を以下に示す。
<分析条件>
装置:株式会社リガク製RINT2400
X線源:CuKα(λ=1.5418Å) 40kV 200mA
ゴニオメーター:縦型ゴニオメーター
検出器:シンチレーションカウンター
ステップ幅:0.02°
スリット:発散スリット=0.5°
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5°
(2) Measurement of powder X-ray diffraction pattern Using an X-ray diffractometer, a range of diffraction angle (2θ) = 5 to 50 ° was scanned at a scanning speed of 1 ° / min, and measured by a symmetric reflection method. Details of the analysis conditions are shown below.
<Analysis conditions>
Apparatus: RINT2400 manufactured by Rigaku Corporation
X-ray source: CuKα (λ = 1.5418Å) 40 kV 200 mA
Goniometer: Vertical goniometer Detector: Scintillation counter Step width: 0.02 °
Slit: Divergent slit = 0.5 °
Receiving slit = 0.15mm
Scattering slit = 0.5 °

(3)吸脱着等温線の測定(273K)
高圧ガス吸着量測定装置を用いて容量法で測定を行った。このとき、測定に先立って試料を373K、50Paで8時間真空乾燥し、吸着水などを除去した。分析条件の詳細を以下に示す。
<分析条件>
装置:日本ベル株式会社製BELSORP−HP
平衡待ち時間:500秒
(3) Measurement of adsorption / desorption isotherm (273K)
The measurement was performed by the volume method using a high-pressure gas adsorption amount measuring device. At this time, prior to measurement, the sample was vacuum-dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours to remove adsorbed water and the like. Details of the analysis conditions are shown below.
<Analysis conditions>
Apparatus: BELSORP-HP manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.
Equilibrium waiting time: 500 seconds

(4)吸脱着等温線の測定(195K)
高精度ガス吸着量測定装置を用いて容量法で測定を行った。このとき、測定に先立って試料を373K、50Paで8時間真空乾燥し、吸着水などを除去した。分析条件の詳細を以下に示す。
<分析条件>
装置:日本ベル株式会社製BELSORP−max
平衡待ち時間:500秒
(4) Measurement of adsorption / desorption isotherm (195K)
The measurement was performed by the volume method using a high-accuracy gas adsorption amount measuring apparatus. At this time, prior to measurement, the sample was vacuum-dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours to remove adsorbed water and the like. Details of the analysis conditions are shown below.
<Analysis conditions>
Apparatus: BELSORP-max manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.
Equilibrium waiting time: 500 seconds

<合成例1>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物2.81g(9.5mmol)、2,6−ナフタレンジカルボン酸2.05g(9.5mmol)及び1,2−ビス(4−ピリジル)エチン0.852g(4.7mmol)を容量比でN,N−ジメチルホルムアミド:エタノール=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒800mLに溶解させ、363Kで48時間攪拌した。得られた結晶について、単結晶X線構造解析を行った結果を以下に示す。また、結晶構造を図4に示す。図4より、本錯体はジャングルジム骨格が三重に相互貫入した三次元構造を形成していることが分かる。また、得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図5に示す。
Triclinic(P−1)
a=13.1196(15)Å
b=13.1238(15)Å
c=16.5456(19)Å
α=99.412(2)°
β=92.340(2)°
γ=91.763(2)°
V=2806.1(6)Å
Z=4
R=0.0739
Rw=0.2127
析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体2.97g(収率85%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図6に示す。図5と図6の比較から、合成溶媒の吸脱着前後で粉末X線回折パターンが異なるので、本発明の金属錯体は吸脱着に伴い、構造が動的に変化していることが分かる。
<Synthesis Example 1>
Under a nitrogen atmosphere, zinc nitrate hexahydrate 2.81 g (9.5 mmol), 2,6-naphthalenedicarboxylic acid 2.05 g (9.5 mmol) and 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne 0.852 g ( 4.7 mmol) was dissolved in 800 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and ethanol consisting of N, N-dimethylformamide: ethanol = 1: 1 in a volume ratio and stirred at 363 K for 48 hours. The results of single crystal X-ray structural analysis of the obtained crystals are shown below. The crystal structure is shown in FIG. FIG. 4 shows that this complex forms a three-dimensional structure in which the jungle gym skeleton is triple interpenetrated. Moreover, the powder X-ray-diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.
Triclinic (P-1)
a = 13.1196 (15) Å
b = 13.1238 (15) Å
c = 16.5456 (19) Å
α = 99.412 (2) °
β = 92.340 (2) °
γ = 91.763 (2) °
V = 2806.1 (6) Å 3
Z = 4
R = 0.0739
Rw = 0.127
The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 2.97g (yield 85%). The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG. From the comparison between FIG. 5 and FIG. 6, it can be seen that the powder X-ray diffraction pattern is different before and after the adsorption and desorption of the synthetic solvent, so that the structure of the metal complex of the present invention dynamically changes with the adsorption and desorption.

<合成例2>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物4.37g(15mmol)、2,6−ナフタレンジカルボン酸3.18g(15mmol)及び1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン1.72g(7.5mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド:ベンゼン=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとベンゼンの混合溶媒600mLに溶解させ、373Kで24時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体4.02g(収率68%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図7に示す。
<Synthesis Example 2>
Under a nitrogen atmosphere, zinc nitrate hexahydrate 4.37 g (15 mmol), 2,6-naphthalenedicarboxylic acid 3.18 g (15 mmol) and 1,4-bis (4-pyridyl) benzene 1.72 g (7.5 mmol) Was dissolved in 600 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and benzene consisting of N, N-dimethylformamide: benzene = 1: 1 and stirred at 373 K for 24 hours. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 4.02g (yield 68%). FIG. 7 shows a powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex.

<合成例3>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物1.89g(6.3mmol)、4,4’−ビフェニルジカルボン酸1.54g(6.3mmol)及び1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン0.74g(3.2mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド:エタノール=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒540mLに溶解させ、373Kで24時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体2.39g(収率90%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図8に示す。
<Synthesis Example 3>
Under a nitrogen atmosphere, zinc nitrate hexahydrate 1.89 g (6.3 mmol), 4,4′-biphenyldicarboxylic acid 1.54 g (6.3 mmol) and 1,4-bis (4-pyridyl) benzene 0.74 g (3.2 mmol) was dissolved in 540 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and ethanol consisting of N, N-dimethylformamide: ethanol = 1: 1 and stirred at 373 K for 24 hours. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 2.39g (yield 90%). The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.

<比較合成例1>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物2.81g(9.5mmol)、テレフタル酸1.57g(9.5mmol)及び1,2−ビス(4−ピリジル)エチン0.852g(4.7mmol)を容量比でN,N−ジメチルホルムアミド:エタノール=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒800mLに溶解させ、363Kで48時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体2.65g(収率88%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図9に示す。
<Comparative Synthesis Example 1>
Under a nitrogen atmosphere, 2.81 g (9.5 mmol) of zinc nitrate hexahydrate, 1.57 g (9.5 mmol) of terephthalic acid and 0.852 g (4.7 mmol) of 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne were added. The mixture was dissolved in 800 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and ethanol having a volume ratio of N, N-dimethylformamide: ethanol = 1: 1 and stirred at 363 K for 48 hours. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained 2.65g (yield 88%) of the target metal complex. The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.

<比較合成例2>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物2.81g(9.5mmol)、テレフタル酸1.57g(9.5mmol)及び1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン1.10g(4.7mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド:エタノール=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒800mLに溶解させ、373Kで24時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体3.01g(収率92%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図10に示す。
<Comparative Synthesis Example 2>
Under a nitrogen atmosphere, 2.81 g (9.5 mmol) of zinc nitrate hexahydrate, 1.57 g (9.5 mmol) of terephthalic acid and 1.10 g (4.7 mmol) of 1,4-bis (4-pyridyl) benzene were added. It was dissolved in 800 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and ethanol consisting of N, N-dimethylformamide: ethanol = 1: 1 and stirred at 373 K for 24 hours. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 3.01g (yield 92%). The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.

<比較合成例3>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物4.28g(15mmol)、2,6−ナフタレンジカルボン酸3.18g(15mmol)及びトランス−1,2−ビス(4−ピリジル)エテン1.34g(7.4mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド600mLに溶解させ、373Kで24時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体4.61g(収率85%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図11に示す。
<Comparative Synthesis Example 3>
Under a nitrogen atmosphere, 4.28 g (15 mmol) of zinc nitrate hexahydrate, 3.18 g (15 mmol) of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and 1.34 g of trans-1,2-bis (4-pyridyl) ethene (7. 4 mmol) was dissolved in 600 mL of N, N-dimethylformamide and stirred at 373 K for 24 hours. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours, and obtained 4.61 g (yield 85%) of the target metal complex. The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.

<比較合成例4>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物2.81g(9.5mmol)、2,6−ナフタレンジカルボン酸2.05g(9.5mmol)及び4,4’−ビピリジル0.739g(4.7mmol)を容量比でN,N−ジメチルホルムアミド:エタノール=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒800mLに溶解させ、363Kで48時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体3.09g(収率91%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図12に示す。
<Comparative Synthesis Example 4>
Under a nitrogen atmosphere, 2.81 g (9.5 mmol) of zinc nitrate hexahydrate, 2.05 g (9.5 mmol) of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and 0.739 g (4.7 mmol) of 4,4′-bipyridyl were added. The mixture was dissolved in 800 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and ethanol having a volume ratio of N, N-dimethylformamide: ethanol = 1: 1 and stirred at 363 K for 48 hours. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 3.09g (yield 91%). The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.

<比較合成例5>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物2.81g(9.5mmol)、2,6−ナフタレンジカルボン酸2.05g(9.5mmol)及び3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン1.10g(4.7mmol)を容量比でN,N−ジメチルホルムアミド:エタノール=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒800mLに溶解させ、363Kで24時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体3.65g(収率97%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図13に示す。
<Comparative Synthesis Example 5>
Under nitrogen atmosphere, zinc nitrate hexahydrate 2.81 g (9.5 mmol), 2,6-naphthalenedicarboxylic acid 2.05 g (9.5 mmol) and 3,6-di (4-pyridyl) -1,2, 1.10 g (4.7 mmol) of 4,5-tetrazine was dissolved in 800 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and ethanol composed of N, N-dimethylformamide: ethanol = 1: 1 in a volume ratio, and 24 at 363K. Stir for hours. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 3.65g (yield 97%). FIG. 13 shows a powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex.

<比較合成例6>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物5.35g(18mmol)、2,6−ナフタレンジカルボン酸0.778g(3.6mmol)及びN,N’−ジ(4−ピリジル)−1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボキシジイミド1.51g(3.6mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド1800mLに溶解させ、353Kで72時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体1.16g(収率66%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図14に示す。
<Comparative Synthesis Example 6>
Under nitrogen atmosphere, zinc nitrate hexahydrate 5.35 g (18 mmol), 2,6-naphthalenedicarboxylic acid 0.778 g (3.6 mmol) and N, N′-di (4-pyridyl) -1,4,5 , 8-Naphthalenetetracarboxydiimide (1.51 g, 3.6 mmol) was dissolved in 1800 mL of N, N-dimethylformamide and stirred at 353 K for 72 hours. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 1.16g (yield 66%). The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.

<比較合成例7>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物2.81g(9.5mmol)、4,4’−ビフェニルジカルボン酸2.29g(9.5mmol)及び3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン1.12g(4.7mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド:エタノール=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒800mLに溶解させ、373Kで24時間攪拌した。析出した金属錯体を吸引濾過により回収した後、メタノールで3回洗浄を行った。続いて、373K、50Paで8時間真空乾燥し、目的の金属錯体3.37g(収率84%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図15に示す。
<Comparative Synthesis Example 7>
Under a nitrogen atmosphere, 2.81 g (9.5 mmol) of zinc nitrate hexahydrate, 2.29 g (9.5 mmol) of 4,4′-biphenyldicarboxylic acid and 3,6-di (4-pyridyl) -1,2 , 4,5-tetrazine 1.12 g (4.7 mmol) was dissolved in 800 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and ethanol consisting of N, N-dimethylformamide: ethanol = 1: 1 and stirred at 373 K for 24 hours. did. The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it vacuum-dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 3.37g (yield 84%). FIG. 15 shows a powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex.

<比較合成例8>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物2.81g(9.5mmol)、4,4’−テルフェニルジカルボン酸2.05g(9.5mmol)及び1,2−ビス(4−ピリジル)エチン0.852g(4.7mmol)を容量比でN,N−ジメチルホルムアミド:エタノール=1:1からなるN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒800mLに溶解させ、363Kで24時間攪拌した。しかしながら、目的の金属錯体は得られなかった。
<Comparative Synthesis Example 8>
Under a nitrogen atmosphere, zinc nitrate hexahydrate 2.81 g (9.5 mmol), 4,4′-terphenyldicarboxylic acid 2.05 g (9.5 mmol) and 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne 852 g (4.7 mmol) was dissolved in 800 mL of a mixed solvent of N, N-dimethylformamide and ethanol consisting of N, N-dimethylformamide: ethanol = 1: 1 in a volume ratio and stirred at 363 K for 24 hours. However, the target metal complex was not obtained.

<実施例1>
合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図16に示す。
<Example 1>
FIG. 16 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 1.

<比較例1>
比較合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図17に示す。
<Comparative Example 1>
FIG. 17 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the capacity method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1.

<比較例2>
比較合成例3で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図18に示す。
<Comparative example 2>
FIG. 18 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 3.

<比較例3>
比較合成例4で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図19に示す。
<Comparative Example 3>
FIG. 19 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 4.

<比較例4>
比較合成例6で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図20に示す。
<Comparative example 4>
FIG. 20 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 6.

図16と図17〜20の比較より、本発明の金属錯体は0.1MPa以上の圧力領域での二酸化炭素の有効吸蔵量が多く、吸着させた二酸化炭素の取り出しを0.1MPa(常圧)で行うことができ、0.1MPa以下に減圧する必要がないため、再生に要するエネルギーが少なくて済む。そのため、二酸化炭素の吸蔵材として優れていることが明らかである。   From comparison between FIG. 16 and FIGS. 17 to 20, the metal complex of the present invention has a large effective storage amount of carbon dioxide in a pressure region of 0.1 MPa or more, and the adsorbed carbon dioxide is taken out by 0.1 MPa (normal pressure). Since it is not necessary to reduce the pressure to 0.1 MPa or less, less energy is required for regeneration. Therefore, it is clear that it is excellent as a storage material for carbon dioxide.

<実施例2>
合成例1で得た金属錯体について、エタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図21に示す。
<Example 2>
FIG. 21 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of ethane at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 1.

<比較例5>
比較合成例1で得た金属錯体について、エタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図22に示す。
<Comparative Example 5>
FIG. 22 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of ethane at 273 K by the capacitance method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1.

<比較例6>
比較合成例4で得た金属錯体について、エタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図23に示す。
<Comparative Example 6>
FIG. 23 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of ethane at 273 K by the capacitance method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 4.

図21と図22〜23の比較より、本発明の金属錯体はエタンの吸蔵量が多く、その吸蔵量を低圧でも維持することができるので、エタンの吸蔵材として優れていることが明らかである。   From the comparison between FIG. 21 and FIGS. 22 to 23, it is clear that the metal complex of the present invention has a large amount of ethane occlusion and can maintain the amount of occlusion even at a low pressure, and therefore is excellent as an ethane occlusion material. .

<実施例3>
合成例1で得た金属錯体について、エチレンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図24に示す。
<Example 3>
FIG. 24 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of ethylene at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 1.

<比較例7>
比較合成例1で得た金属錯体について、エチレンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図25に示す。
<Comparative Example 7>
FIG. 25 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of ethylene at 273 K by the capacitance method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1.

<比較例8>
比較合成例4で得た金属錯体について、エチレンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図26に示す。
<Comparative Example 8>
FIG. 26 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of ethylene at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 4.

図24と図25〜26の比較より、本発明の金属錯体はエチレンの吸蔵量が多く、その吸蔵量を低圧でも維持することができるので、エチレンの吸蔵材として優れていることが明らかである。   From the comparison between FIG. 24 and FIGS. 25 to 26, it is clear that the metal complex of the present invention has a large amount of occlusion of ethylene and can maintain the occlusion amount even at a low pressure, so that it is excellent as an occlusion material for ethylene. .

<実施例4>
合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図27に示す。
<Example 4>
FIG. 27 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 2.

<比較例9>
比較合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図28に示す。
<Comparative Example 9>
FIG. 28 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2.

<比較例10>
比較合成例5で得た金属錯体について、二酸化炭素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図29に示す。
<Comparative Example 10>
FIG. 29 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 273 K by the capacity method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 5.

図27と図28〜29の比較より、本発明の金属錯体は二酸化炭素の吸蔵量が多いので、二酸化炭素の吸蔵材として優れていることが明らかである。   From comparison between FIG. 27 and FIGS. 28 to 29, it is clear that the metal complex of the present invention is excellent as a carbon dioxide occlusion material because it has a large amount of occlusion of carbon dioxide.

<実施例5>
合成例3で得た金属錯体について、二酸化炭素の195Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図30に示す。
<Example 5>
FIG. 30 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 195 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 3.

<比較例11>
比較合成例7で得た金属錯体について、二酸化炭素の195Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図31に示す。
<Comparative Example 11>
FIG. 31 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide at 195 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 7.

図30と図31の比較より、本発明の金属錯体は二酸化炭素の吸蔵量が多いので、二酸化炭素の吸蔵材として優れていることが明らかである。   From comparison between FIG. 30 and FIG. 31, it is clear that the metal complex of the present invention is excellent as a carbon dioxide storage material because it has a large storage amount of carbon dioxide.

<実施例6>
合成例1で得た金属錯体について、エタン及びメタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図32に示す。
<Example 6>
FIG. 32 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of ethane and methane at 273 K by the capacity method for the metal complex obtained in Synthesis Example 1.

<比較例12>
比較合成例1で得た金属錯体について、エタン及びメタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図33に示す。
<Comparative Example 12>
FIG. 33 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of ethane and methane at 273 K by the capacitance method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1.

<比較例13>
比較合成例4で得た金属錯体について、エタン及びメタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図34に示す。
<Comparative Example 13>
FIG. 34 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of ethane and methane at 273 K by the capacity method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 4.

図32と図33〜34の比較より、本発明の金属錯体はエタンを選択的に吸着し、かつエタンの吸着量が多いので、エタンとメタンの分離材として優れていることが明らかである。   From the comparison between FIG. 32 and FIGS. 33 to 34, it is clear that the metal complex of the present invention selectively adsorbs ethane and has a large amount of ethane adsorption, and thus is excellent as a separator for ethane and methane.

<実施例7>
合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図35に示す。
<Example 7>
FIG. 35 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 1.

<比較例14>
比較合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図36に示す。
<Comparative example 14>
FIG. 36 shows the results of measuring the adsorption / desorption isotherm of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1.

<比較例15>
比較合成例4で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図37に示す。
<Comparative Example 15>
FIG. 37 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the capacity method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 4.

<比較例16>
比較合成例6で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図38に示す。
<Comparative Example 16>
FIG. 38 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the capacity method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 6.

図35と図36〜38の比較より、本発明の金属錯体は二酸化炭素を選択的に吸着し、かつその脱着を0.1MPa(常圧)で行うことができ、0.1MPa以下に減圧する必要がないため、再生に要するエネルギーが少なくて済む。そのため、二酸化炭素と窒素の分離材として優れていることが明らかである。   From the comparison between FIG. 35 and FIGS. 36 to 38, the metal complex of the present invention can selectively adsorb carbon dioxide and can be desorbed at 0.1 MPa (normal pressure), and the pressure is reduced to 0.1 MPa or less. Since it is not necessary, less energy is required for regeneration. Therefore, it is clear that it is excellent as a separator for carbon dioxide and nitrogen.

<実施例8>
合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図39に示す。
<Example 8>
FIG. 39 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 2.

<比較例17>
比較合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素及び窒素の273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図40に示す。
<Comparative Example 17>
FIG. 40 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and nitrogen at 273 K by the capacity method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2.

図39と図40の比較より、本発明の金属錯体は二酸化炭素を選択的に吸着し、かつ二酸化炭素の吸着量が多いので、窒素と二酸化炭素の分離材として優れていることが明らかである。   From comparison between FIG. 39 and FIG. 40, it is clear that the metal complex of the present invention selectively adsorbs carbon dioxide and has a large amount of adsorbed carbon dioxide, and thus is excellent as a separator for nitrogen and carbon dioxide. .

Claims (11)

構造式内でカルボキシル基が互いに最も遠い位置にあり、かつ環状に共役しているπ電子を10個以上有し、かつ芳香環を構成する炭素原子が10〜18個である芳香族ジカルボン酸化合物と、周期表の2族及び7〜12族に属する金属のイオンから選択される少なくとも1種の金属イオンと、点群がD∞hであり、かつ長軸方向の長さが8.0Å以上16.0Å未満であり、かつヘテロ原子を2〜5個有する該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体。 An aromatic dicarboxylic acid compound having 10 or more carbon atoms constituting an aromatic ring and having 10 or more π electrons that are conjugated in a cyclic manner in the structural formula, the carboxyl groups being farthest from each other And at least one metal ion selected from ions of metals belonging to Groups 2 and 7-12 of the periodic table, a point cloud of D∞h , and a length in the major axis direction of 8.0Å or more A metal complex comprising an organic ligand that is less than 16.0 Å and that can be bidentately coordinated to the metal ion having 2 to 5 heteroatoms. 該芳香族ジカルボン酸化合物が下記一般式(I);

(式中、R、R、R、R、R及びRはそれぞれ同一または異なって水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、ホルミル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アシルアミノ基またはハロゲン原子である。)で表される芳香族ジカルボン酸化合物(I)である(1)に記載の金属錯体。
The aromatic dicarboxylic acid compound is represented by the following general formula (I):

(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same or different and each is a hydrogen atom, an alkyl group optionally having a substituent, an alkoxy group, a formyl group, an acyloxy group) An alkoxycarbonyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, a monoalkylamino group, a dialkylamino group, an acylamino group, or a halogen atom). The metal complex described.
該芳香族ジカルボン酸化合物が下記一般式(II);

(式中、R、R、R、R10、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ同一または異なって水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、ホルミル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アシルアミノ基またはハロゲン原子であるか、RとR、或いはR12とR13が一緒になって置換基を有していてもよいアルキレン基またはアルケニレン基を形成してもよい。)で表されるジカルボン酸化合物(II)である請求項1に記載の金属錯体。
The aromatic dicarboxylic acid compound is represented by the following general formula (II):

(Wherein R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an alkoxy group. , Formyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, nitro group, cyano group, amino group, monoalkylamino group, dialkylamino group, acylamino group or halogen atom, R 8 and R 9 , or R 12 and R 13 The metal complex according to claim 1, which is a dicarboxylic acid compound (II) represented by the above, which may form an alkylene group or an alkenylene group which may have a substituent together.
該二座配位可能な有機配位子が1,2−ビス(4−ピリジル)エチン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン及び4,4’−ビス(4−ピリジル)ビフェニルから選択される少なくとも1種である請求項1〜3いずれかに記載の金属錯体。   The organic ligand capable of bidentate coordination is selected from 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene and 4,4′-bis (4-pyridyl) biphenyl The metal complex according to claim 1, wherein the metal complex is at least one kind. 該金属イオンが亜鉛イオンである請求項1〜4いずれかに記載の金属錯体。   The metal complex according to claim 1, wherein the metal ion is a zinc ion. 請求項1〜5いずれかに記載の金属錯体からなる吸蔵材。 The occlusion material which consists of a metal complex in any one of Claims 1-5. 該吸蔵材が、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、水蒸気または有機蒸気を吸蔵するための吸蔵材である請求項6記載の吸蔵材。   The occlusion material is an occlusion material for occluding carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, water vapor or organic vapor. 6. The occlusion material according to 6. 請求項1〜5いずれかに記載の金属錯体からなる分離材。   The separating material which consists of a metal complex in any one of Claims 1-5. 該分離材が、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、シロキサン、水蒸気または有機蒸気を分離するための分離材である請求項8に記載の分離材。   The separation material is carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxide, nitrogen oxide, siloxane, water vapor or organic vapor. The separation material according to claim 8, which is a separation material for separation. 該分離材が、メタンと二酸化炭素、水素と二酸化炭素、窒素と二酸化炭素、メタンとエタンまたは空気とメタンを分離するための分離材である請求項8に記載の分離材。   The separation material according to claim 8, wherein the separation material is a separation material for separating methane and carbon dioxide, hydrogen and carbon dioxide, nitrogen and carbon dioxide, methane and ethane, or air and methane. 構造式内でカルボキシル基が互いに最も遠い位置にあり、かつ環状に共役しているπ電子を10個以上有し、かつ芳香環を構成する炭素原子が10〜18個である芳香族ジカルボン酸化合物と、周期表の2族及び7〜12族に属する金属の塩から選択される少なくとも1種の金属塩と、点群がD∞hであり、かつ長軸方向の長さが8.0Å以上16.0Å未満であり、かつヘテロ原子を2〜5個有する該金属イオンに二座配位可能な有機配位子とを溶媒中で反応させ、金属錯体を析出させる、請求項1に記載の金属錯体の製造方法。 An aromatic dicarboxylic acid compound having 10 or more carbon atoms constituting an aromatic ring and having 10 or more π electrons that are conjugated in a cyclic manner in the structural formula, the carboxyl groups being farthest from each other And at least one metal salt selected from the salts of metals belonging to Group 2 and Group 7-12 of the periodic table, the point group is D∞ , and the length in the major axis direction is at least 8.0 mm The metal complex which is less than 16.0 and reacts with an organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion having 2 to 5 heteroatoms to precipitate a metal complex. A method for producing a metal complex.
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