JP2012184197A - Metal complex and adsorbent, occlusion material, and separation material consisting of the same - Google Patents

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Yasutaka Inubushi
康貴 犬伏
Chikako Ikeda
知嘉子 池田
Keisuke Kishida
圭輔 岸田
Tadahiro Watanabe
賢広 渡邉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal complex having gas adsorption property, gas occlusion property, and gas separation property.SOLUTION: The metal complex includes: a dicarboxylic acid compound (I) represented by formula (I); at least one metal ion selected from metal ions belonging to the group 2, the groups 7-10, and the group 12 in the periodic table; and a specific organic ligand (e.g. 1,2- bis(4-pyridyl)ethane) bidentately coordinatable with the metal ion. In the formula: R, R, R, R, Rand Rare the same or different mutually and each a hydrogen atom, an alkyl group which may have 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.

Description

本発明は、金属錯体とそれからなる吸着材、吸蔵材及び分離材とに関する。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特定の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着するための吸着材、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 an adsorbent, occlusion material, and separation material comprising the same. More specifically, the present invention relates to a metal complex comprising a specific dicarboxylic acid compound, at least one metal ion, and a specific organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion. The metal complex of the present invention is an adsorbent for adsorbing carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, water vapor or organic vapor, It is preferable as an occlusion material for occlusion and a separation material for separation.

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。   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.

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吸着性能や吸蔵性能のさらなる向上が求められている。   However, the present situation is that cost reduction by further downsizing of the apparatus is required, and in order to achieve this, further improvement in adsorption performance and storage performance is required.

芳香族ジカルボン酸誘導体と銅、ロジウム、クロム、モリブデン、パラジウム、亜鉛及びタングステンから選択される少なくとも1種の2価の金属と該金属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、テレフタル酸以外のジカルボン酸化合物や二座配位可能な有機配位子がガスの吸着挙動に与える効果については何ら言及されていない。   A polymer comprising an aromatic dicarboxylic acid derivative, at least one divalent metal selected from copper, rhodium, chromium, molybdenum, palladium, zinc and tungsten, and an organic ligand capable of bidentate coordination with the metal A metal complex is disclosed (see Patent Document 1). However, what is described in the examples is a polymer metal complex composed of terephthalic acid, copper ion, and pyrazine, and dicarboxylic acid compounds other than terephthalic acid and organic ligands capable of bidentate coordination adsorb gas. No mention is made of the effect on the behavior.

芳香族ジカルボン酸誘導体と銅、ロジウム、クロム、モリブデン、パラジウム、亜鉛及びタングステンから選択される少なくとも1種の2価の金属と該金属に二座配位可能なpKaが4以上の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であり、テレフタル酸以外のジカルボン酸化合物や二座配位可能な有機配位子がガスの吸着挙動に与える効果については何ら言及されていない。   An aromatic dicarboxylic acid derivative, at least one divalent metal selected from copper, rhodium, chromium, molybdenum, palladium, zinc and tungsten, and an organic ligand having a pKa of 4 or more capable of bidentate coordination with the metal A polymer metal complex consisting of is disclosed (see Patent Document 2). However, what is described in the examples is a polymer metal complex composed of terephthalic acid, a copper ion, and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, which is a dicarboxylic acid compound other than terephthalic acid or a bidentate. No mention is made of the effect of coordinating organic ligands on gas adsorption behavior.

2,6−ナフタレンジカルボン酸と銅イオンと1,2−ビス(4−ピリジル)エタンとからなる高分子金属錯体が知られている(非特許文献3参照)。しかしながら、二酸化炭素の吸着量は少なく、性能として不十分である。また、金属イオンがガスの吸着挙動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 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, copper ion, and 1,2-bis (4-pyridyl) ethane is known (see Non-Patent Document 3). However, the amount of carbon dioxide adsorbed is small and the performance is insufficient. No mention is made of the effect of metal ions on gas adsorption behavior.

特開2000−109485公報JP 2000-109485 A 特開2001−348361公報JP 2001-348361 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) P.Kanoo、R.Matsuda、M.Higuchi、S.Kitagawa、T.K.Maji、Chemistry of Materials、第21巻、5860〜5866頁(2009年)P. Kanoo, R.A. Matsuda, M .; Higuchi, S .; Kitagawa, T .; K. Maji, Chemistry of Materials, Vol. 21, pages 5860-5866 (2009)

したがって、本発明の目的は、従来よりも吸着量が多いガス吸着材、従来よりも有効吸蔵量が多いガス吸蔵材、或いは従来よりも高い選択性を発現す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, an object of the present invention is to provide a metal complex that can be used as a gas adsorbent having a larger adsorption amount than the conventional one, a gas storage material having a larger effective occlusion amount than the conventional one, or a gas separation material that exhibits higher selectivity than the conventional one. It is to provide.

本発明者らは鋭意検討し、ジカルボン酸化合物(I)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(II)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 by using a metal complex comprising a dicarboxylic acid compound (I), at least one metal ion, and an organic ligand (II) capable of bidentate coordination with the metal ion, The inventors have found that the object can be achieved, and have reached 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)下記一般式(I);
That is, according to the present invention, the following is provided.
(1) 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。)で表されるジカルボン酸化合物(I)と、周期表の2族、7〜10族及び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、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) A dicarboxylic acid compound (I) represented by 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), group 2 of the periodic table, At least one metal ion selected from ions of metals belonging to Groups 7 to 10 and Group 12, and the following general formula (II);

(式中、X及びYはそれぞれ同一または異なってCH、CH(OH)、NH、酸素原子または硫黄原子であり、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。)で表される該金属イオンに二座配位可能な有機配位子(II)とからなる金属錯体。
(2)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(1)に記載の金属錯体。
(3)該金属イオンが亜鉛イオンである(1)または(2)に記載の金属錯体。
(4)該二座配位可能な有機配位子(II)が1,2−ビス(4−ピリジル)エタンである(1)〜(3)のいずれかに記載の金属錯体。
(5)(1)〜(4)のいずれかに記載の金属錯体からなる吸着材。
(6)該吸着材が、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吸着するための吸着材である(5)に記載の吸着材。
(7)(1)〜(4)のいずれかに記載の金属錯体からなる吸蔵材。
(8)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(7)に記載の吸蔵材。
(9)(1)〜(4)のいずれかに記載の金属錯体からなる分離材。
(10)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。
(11)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、エタンとエチレ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。
(12)ジカルボン酸化合物(I)と、周期表の2族、7〜10族及び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、該金属イオンに二座配位可能な有機配位子(II)とを溶媒中で反応させ、析出させる、(1)に記載の金属錯体の製造方法。
(Wherein X and Y are the same or different and are CH 2 , CH (OH), NH, an oxygen atom or a sulfur atom, and 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, an alkoxy group, a formyl group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, or a monoalkylamino. A metal complex comprising an organic ligand (II) capable of bidentate coordination to the metal ion represented by: a group, a dialkylamino group, an acylamino group, or a halogen atom.
(2) The metal complex according to (1), wherein the jungle gym skeleton has a structure in which a plurality of interpenetrations occur.
(3) The metal complex according to (1) or (2), wherein the metal ion is a zinc ion.
(4) The metal complex according to any one of (1) to (3), wherein the organic ligand (II) capable of bidentate coordination is 1,2-bis (4-pyridyl) ethane.
(5) An adsorbent comprising the metal complex according to any one of (1) to (4).
(6) The adsorbent 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 adsorbent according to (5), which is an adsorbent for adsorbing organic vapor.
(7) An occlusion material comprising the metal complex according to any one of (1) to (4).
(8) The storage material is a storage material for storing carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, water vapor or organic vapor. The occlusion material according to (7).
(9) A separating material comprising the metal complex according to any one of (1) to (4).
(10) 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.
(11) The separation 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, ethane and ethylene, or air and methane. Wood.
(12) Dicarboxylic acid compound (I), at least one metal salt selected from salts of metals belonging to Groups 2, 7-10 and 12 of the periodic table, and bidentate coordination to the metal ion The method for producing a metal complex according to (1), wherein the organic ligand (II) is reacted in a solvent and precipitated.

本発明により、ジカルボン酸化合物(I)と、周期表の2族、7〜10族及び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、該金属イオンに二座配位可能な有機配位子(I)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, the dicarboxylic acid compound (I), at least one metal ion selected from ions of metals belonging to Groups 2, 7-10 and 12 of the periodic table, and bidentate coordination to the metal ions The metal complex which consists of possible organic ligand (I) can be provided.

本発明の金属錯体は、各種ガスの吸着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、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吸蔵するための吸着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 adsorption performance of various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxidation It can be used as an adsorbent for storing materials, nitrogen oxides, siloxane, water vapor or organic vapor.

また、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も使用することができる。   Moreover, since the metal complex of the present invention is excellent in the occlusion performance of various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, It can also be used as a storage material for storing water vapor or organic vapor.

さらに、本発明の金属錯体は、各種ガスの分離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、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ができる。   Furthermore, since the metal complex of the present invention is excellent in the separation performance of various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, It can also be used as a separating material for separating sulfur oxides, nitrogen oxides, siloxanes, water vapor or organic vapors.

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。The jungle gym skeleton formed by coordination of an organic ligand (II) capable of bidentate coordination at the axial position of the metal ion in the skeleton consisting of the carboxylate ion and the metal ion of the dicarboxylic acid compound (I) It is a schematic diagram. ジャングルジム骨格が二重に相互貫入した三次元構造の模式図である。It is a schematic diagram of a three-dimensional structure in which the jungle gym skeleton is double interpenetrated. 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で得た金属錯体の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern of the metal complex obtained in Synthesis Example 1. FIG. 比較合成例1で得た金属錯体の結晶構造である。3 is a crystal structure of a metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1. 比較合成例1で得た金属錯体の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1. FIG. 比較合成例2で得た金属錯体の結晶構造である。It is a crystal structure of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2. 比較合成例2で得た金属錯体の粉末X線回折パターンである。4 is a powder X-ray diffraction pattern of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2. FIG. 比較合成例3で得た金属錯体の結晶構造である。It is a crystal structure of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 3. 比較合成例3で得た金属錯体の粉末X線回折パターンである。4 is a powder X-ray diffraction pattern of the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 3. FIG. 合成例1、比較合成例1及び比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の吸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 isotherm of the carbon dioxide in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 1, the comparative synthesis example 1, and the comparative synthesis example 2. FIG. 合成例1、比較合成例2及び比較合成例3で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレンの吸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 adsorption isotherm of ethylene in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 1, the comparative synthesis example 2, and the comparative synthesis example 3. FIG. 合成例1で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の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 the carbon dioxide in 195K 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、195Kにおける二酸化炭素の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 the carbon dioxide in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 1. FIG. 比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の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 the carbon dioxide in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 2. FIG. 合成例1で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素及びメタンの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 the carbon dioxide and methane in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 1. FIG. 比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素及びメタンの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 the carbon dioxide and methane in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 2. FIG. 比較合成例3で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素及びメタンの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 the carbon dioxide and methane in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 3. FIG. 合成例1で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレン及びエタンの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-and-desorption isotherm of ethylene and ethane in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the synthesis example 1. FIG. 比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレン及びエタンの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-and-desorption isotherm of ethylene and ethane in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 2. FIG. 比較合成例3で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレン及びエタンの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-and-desorption isotherm of ethylene and ethane in 195K by the capacitance method about the metal complex obtained by the comparative synthesis example 3. FIG.

本発明の金属錯体は、ジカルボン酸化合物(I)と、周期表の2族、7〜10族及び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、該金属イオンに二座配位可能な有機配位子(II)とからなる。   The metal complex of the present invention comprises a dicarboxylic acid compound (I), at least one metal ion selected from ions of metals belonging to Groups 2, 7-10, and 12 of the periodic table, and two metal ions. It consists of an organic ligand (II) capable of coordination.

金属錯体の製造に用いる金属イオンとしては、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、マンガンイオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、亜鉛イオン及びカドミウムイオンが好ましく、亜鉛イオンがより好ましい。金属イオンは、単一の金属イオンを使用することが好ましいが、2種以上の金属イオンを含む混合金属錯体であってもよい。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。   As a metal ion used for manufacture of a metal complex, magnesium ion, calcium ion, manganese ion, cobalt ion, nickel ion, zinc ion, and cadmium ion are preferable, and zinc ion is more preferable. The metal ion is preferably a single metal ion, but may be a mixed metal complex containing two or more metal ions. 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.

金属錯体は、ジカルボン酸化合物(I)と、周期表の2族、7〜10族及び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、該金属イオンに二座配位可能な有機配位子(II)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(I)及び二座配位可能な有機配位子(II)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 includes a dicarboxylic acid compound (I), at least one metal salt selected from the salts of metals belonging to Groups 2, 7 to 10, and 12 of the periodic table, and a bidentate coordination to the metal ion. The possible organic ligand (II) can be produced by reacting in a solvent at normal pressure for several hours to several days and depositing it. For example, an aqueous solution or an organic solvent solution of a metal salt and an organic solvent solution containing a dicarboxylic acid compound (I) and an organic ligand (II) capable of bidentate coordination are mixed and reacted under normal pressure. Thus, the metal complex of the present invention can be obtained.

本発明に用いられるジカルボン酸化合物(I)は下記一般式(I);   The dicarboxylic acid compound (I) used in the present invention is represented by the following general formula (I):

で表される。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。 It is represented by In the formula, 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 which may have 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.

上記R、R、R、R、R及びR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。 Among the substituents that can constitute R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 , 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, examples of alkoxycarbonyl group include methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, examples of monoalkylamino group include methylamino group However, as an example of a dialkylamino group, a dimethylamino group is acyl Examples of amino group, an 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)としては、2,6−ナフタレンジカルボン酸が好ましい。   As the dicarboxylic acid compound (I), 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is preferable.

金属錯体の製造に用いる周期表の2族、7〜10族及び12族に属す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、コバルト塩、ニッケル塩、亜鉛塩及びカドミウム塩などを使用することができ、亜鉛塩が好ましい。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。これらの金属塩としては、酢酸塩、ギ酸塩などの有機酸塩、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩などの無機酸塩を使用することができる。   As salts of metals belonging to Groups 2, 7-10 and 12 of the periodic table used for the production of metal complexes, magnesium salts, calcium salts, manganese salts, iron salts, cobalt salts, nickel salts, zinc salts and cadmium salts Etc., and zinc salts are preferred. The metal salt is preferably a single metal salt, but two or more metal salts may be mixed and used. As these metal salts, organic acid salts such as acetate and formate, and inorganic acid salts such as hydrochloride, hydrobromide, sulfate, nitrate and carbonate can be used.

本発明に用いられる二座配位可能な有機配位子(II)は下記一般式(II);   The organic ligand (II) capable of bidentate coordination used in the present invention has the following general formula (II):

で表される。式中、X及びYはそれぞれ同一または異なってCH、CH(OH)、NH、酸素原子または硫黄原子であり、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もしくはハロゲン原子である。 It is represented by In the formula, X and Y are the same or different and are CH 2 , CH (OH), NH, an oxygen atom or a sulfur atom, and 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 a halogen atom.

上記X及びYの一方または両方がCH(OH)の場合、不斉炭素が生じ得るが、二座配位可能な有機配位子(II)は光学異性体またはその混合物、例えばラセミ体であってもよい。   When one or both of X and Y are CH (OH), an asymmetric carbon may be formed, but the bidentate organic ligand (II) is an optical isomer or a mixture thereof, for example, a racemate. May be.

上記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、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。 Of the substituents that can constitute R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 , the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a straight 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 a halogen atom. Examples of are fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom. 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-butanoyloxy) 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 And 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.

二座配位可能な有機配位子(II)としては、例えば、1,2−ビス(4−ピリジル)エタン(X=Y=CH)、1,2−ビス(4−ピリジル)−グリコール(X=Y=CH(OH))及び4,4’−ジピリジルスルフィド(X=Y=S)を使用することができ、中でも1,2−ビス(4−ピリジル)エタンが好ましい。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に対して配位する部位を2箇所持つ中性配位子を意味する。 Examples of the bidentate organic ligand (II) include 1,2-bis (4-pyridyl) ethane (X═Y═CH 2 ), 1,2-bis (4-pyridyl) -glycol. (X = Y = CH (OH)) and 4,4'-dipyridyl sulfide (X = Y = S) can be used, and among these, 1,2-bis (4-pyridyl) ethane is preferred. Here, the organic ligand capable of bidentate coordination means a neutral ligand having two sites coordinated to a metal by a lone pair.

金属錯体を製造するときのジカルボン酸化合物(I)と二座配位可能な有機配位子(II)との混合比率は、ジカルボン酸化合物(I):二座配位可能な有機配位子(II)=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。これ以外の範囲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 dicarboxylic acid compound (I) to the bidentate organic ligand (II) when producing the metal complex is as follows: dicarboxylic acid compound (I): bidentate organic ligand (II) = 1: 5-8: 1 is preferable, and a molar ratio of 1: 3-6: 1 is more preferable. Even if the reaction is carried out in a range other than this, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield is lowered and the side reaction is also increased.

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(II)の混合比率は、金属塩:二座配位可能な有機配位子(II)=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。これ以外の範囲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 to the bidentate organic ligand (II) when producing the metal complex is as follows: metal salt: bidentate organic ligand (II) = 3: 1 to 1 : Within the range of the molar ratio of 3: 3, and more preferably within the range of the molar ratio of 2: 1 to 1: 2. In other ranges, 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混合溶液におけるジカルボン酸化合物(I)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 dicarboxylic acid compound (I) in the mixed solution 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混合溶液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 mixed solution 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混合溶液における二座配位可能な有機配位子(II)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 (II) in the mixed solution for producing the metal complex is preferably 0.001 to 5.0 mol / L, and preferably 0.005 to 2.0 mol / L. More preferred. 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、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が二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 skeleton composed of the carboxylate ion and the metal ion of the dicarboxylic acid compound (I) ( II) has a three-dimensional structure in which the jungle gym skeleton formed by coordination is doubly interpenetrated. A schematic diagram of a jungle gym skeleton is shown in FIG. 1, and a schematic diagram of a three-dimensional structure in which 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(I)のカルボキシレートイオンと金属イオンとからなる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(I)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” means an organic ligand capable of bidentate coordination at the axial position of the metal ion in the skeleton composed of the carboxylate ion and metal ion of the dicarboxylic acid compound (I). It is defined as a jungle gym-like three-dimensional structure formed by connecting two-dimensional lattice-like sheets composed of dicarboxylic acid compound (I) 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。
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、例えば結晶X線解析、粉末X線結晶構造解析などにより確認できる。
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.
It can be confirmed, for example, by crystal X-ray analysis, powder X-ray crystal structure analysis, etc. that the metal complex has “a structure in which the jungle gym skeleton has multiple interpenetrations”.

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。本発明では、一般式(I)で表されるジカルボン酸化合物を用いて細孔表面とガス分子との相互作用の強さを制御し、一般式(II)で表される二座配位可能な有機配位子を用いて細孔径を制御することで、高いガス吸着性能、高いガス吸蔵性能及び高いガス分離性能が発現する。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。   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. That is, 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 varies depending on the adsorbed substance, and thus high selectivity is achieved. To express. FIG. 3 shows a schematic diagram of the structural change accompanying the adsorption / desorption. In the present invention, the dicarboxylic acid compound represented by the general formula (I) is used to control the strength of the interaction between the pore surface and the gas molecule, and the bidentate coordination represented by the general formula (II) is possible. By controlling the pore diameter using a simple organic ligand, high gas adsorption performance, high gas storage performance and high gas separation performance are manifested. After the adsorbed substance is desorbed, it returns to its original structure, so the pore size also returns.

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、各種ガスの吸着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(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吸着するための吸着材として好ましい。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。   Since the metal complex of the present invention is excellent in the adsorption performance of various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, C 1-4 hydrocarbon (methane, ethane, ethylene, acetylene, etc.), Noble gas (such as helium, neon, argon, krypton, xenon), hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxide, nitrogen oxide, siloxane (such as hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane), water vapor or organic vapor It is preferable as an adsorbent for adsorbing. 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(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も好ましい。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。   Further, since the metal complex of the present invention is excellent in the occlusion performance of various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, C 1-4 hydrocarbons (methane, ethane, ethylene, acetylene, etc. ), Noble gases (helium, neon, argon, krypton, xenon, etc.), hydrogen sulfide, ammonia, water vapor, organic vapor, etc. 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.

さらに、本発明の金属錯体は、各種ガスの分離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(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、エタン中のエチレ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。   Furthermore, since the metal complex of the present invention is excellent in the separation performance of various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms (methane, ethane, ethylene, acetylene, etc. ), Noble gases (such as helium, neon, argon, krypton, xenon), hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxides, nitrogen oxides, siloxanes (such as hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane), water vapor or organic vapors It is also preferable as a separating material for separating, particularly carbon dioxide in methane, carbon dioxide in hydrogen, carbon dioxide in nitrogen, ethane in methane, ethylene in ethane or methane in air, It is suitable for separation by swing adsorption method or 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。測定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 measurement 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
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10時間乾燥し、吸着水などを除去した。測定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−18
平衡待ち時間:500秒
(3) Measurement of adsorption / desorption isotherm Measurement was carried out by a volumetric method using a gas adsorption amount measuring device. At this time, prior to the measurement, the sample was dried at 373 K and 50 Pa for 10 hours to remove adsorbed water and the like. Details of the measurement conditions are shown below.
<Analysis conditions>
Device: Nippon Bell Co., Ltd. BELSORP-18
Equilibrium waiting time: 500 seconds

<合成例1>
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物5.83g(20mmol)、2,6−ナフタレンジカルボン酸4.24g(20mmol)及び1,2−ビス(4−ピリジル)エタン1.81g(10mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド800mLに溶解させ、403Kで24時間攪拌した。析出した結晶の一部を取出し、単結晶X線構造解析を行った結果を以下に示す。本錯体の骨格の組成は、亜鉛イオン:2,6−ナフタレンジカルボン酸:1,2−ビス(4−ピリジル)エタン=2:2:1であった。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構造を有することが分かる。
Monoclinic(C2/c)
a=18.813(2)Å
b=18.357(2)Å
c=12.7207(16)Å
α=90.00°
β=122.0240(10)°
γ=90.00°
V=3724.5(8)Å
Z=8
R=0.0622
Rw=0.2872
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回洗浄した。続いて、373K、50Paで8時間乾燥し、目的の金属錯体6.32g(収率87%)を得た。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。
<Synthesis Example 1>
In a nitrogen atmosphere, 5.83 g (20 mmol) of zinc nitrate hexahydrate, 4.24 g (20 mmol) of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and 1.81 g (10 mmol) of 1,2-bis (4-pyridyl) ethane were added to N , N-dimethylformamide was dissolved in 800 mL and stirred at 403 K for 24 hours. The results of taking out part of the precipitated crystals and conducting single crystal X-ray structural analysis are shown below. The composition of the skeleton of this complex was zinc ion: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid: 1,2-bis (4-pyridyl) ethane = 2: 2: 1. The crystal structure is shown in FIG. FIG. 4 shows that this complex has a structure in which the jungle gym skeleton is triple interpenetrated.
Monoclinic (C2 / c)
a = 18.813 (2) Å
b = 18.357 (2) Å
c = 12.7207 (16) Å
α = 90.00 °
β = 122.0240 (10) °
γ = 90.00 °
V = 3724.5 (8) 3 3
Z = 8
R = 0.0622
Rw = 0.2872
The precipitated metal complex was collected by suction filtration and then washed with methanol three times. Then, it dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours, and obtained 6.32 g (yield 87%) of the target metal complex. FIG. 5 shows a powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex.

<比較合成例1>
窒素雰囲気下、硫酸銅五水和物0.251g(1.0mmol)、2,6−ナフタレンジカルボン酸0.220g(1.0mmol)及び1,2−ビス(4−ピリジル)エタン0.0978g(0.53mmol)を容量比でトルエン:メタノール=1:1からなるトルエンとメタノールの混合溶媒50mLに溶解させ、393Kで36時間攪拌した。析出した結晶の一部を取出し、単結晶X線構造解析を行った結果を以下に示す。本錯体の骨格の組成は、銅イオン:2,6−ナフタレンジカルボン酸:1,2−ビス(4−ピリジル)エタン=2:2:1であった。結晶構造を図6に示す。図6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構造を有することが分かる。
Monoclinic(C2/c)
a=17.094(3)Å
b=19.605(3)Å
c=11.782(2)Å
α=90.00°
β=113.950(4)°
γ=90.00°
V=3608.5(10)Å
Z=8
R=0.0576
Rw=0.1903
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時間乾燥し、目的の金属錯体0.214g(収率55%)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。
<Comparative Synthesis Example 1>
Under a nitrogen atmosphere, copper sulfate pentahydrate 0.251 g (1.0 mmol), 2,6-naphthalenedicarboxylic acid 0.220 g (1.0 mmol) and 1,2-bis (4-pyridyl) ethane 0.0978 g ( 0.53 mmol) was dissolved in 50 mL of a mixed solvent of toluene and methanol having a volume ratio of toluene: methanol = 1: 1, and stirred at 393 K for 36 hours. The results of taking out part of the precipitated crystals and conducting single crystal X-ray structural analysis are shown below. The composition of the skeleton of this complex was copper ion: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid: 1,2-bis (4-pyridyl) ethane = 2: 2: 1. The crystal structure is shown in FIG. FIG. 6 shows that this complex has a structure in which the jungle gym skeleton is triple interpenetrated.
Monoclinic (C2 / c)
a = 17.094 (3) Å
b = 19.605 (3) Å
c = 11.782 (2) Å
α = 90.00 °
β = 113.950 (4) °
γ = 90.00 °
V = 3608.5 (10) Å 3
Z = 8
R = 0.0576
Rw = 0.903
The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it dried at 373K and 50Pa for 8 hours, and obtained the target metal complex 0.214g (yield 55%). FIG. 7 shows a powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex.

<比較合成例2>
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。析出した結晶の一部を取出し、単結晶X線構造解析を行った結果を以下に示す。本錯体の骨格の組成は、亜鉛イオン:2,6−ナフタレンジカルボン酸:1,2−ビス(4−ピリジル)エタン=2:2:1であった。結晶構造を図8に示す。図8より、本錯体はジャングルジム骨格が二重に相互貫入した構造を有することが分かる。
Triclinic(P−1)
a=12.9758(15)Å
b=13.1095(15)Å
c=13.9258(16)Å
α=85.310(2)°
β=70.710(2)°
γ=84.193(2)°
V=2221.5(4)Å
Z=2
R=0.0488
Rw=0.0953
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9に示す。
<Comparative Synthesis Example 2>
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 results of taking out part of the precipitated crystals and conducting single crystal X-ray structural analysis are shown below. The composition of the skeleton of this complex was zinc ion: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid: 1,2-bis (4-pyridyl) ethane = 2: 2: 1. The crystal structure is shown in FIG. FIG. 8 shows that this complex has a structure in which the jungle gym skeleton is double interpenetrated.
Triclinic (P-1)
a = 12.9758 (15) Å
b = 13.1095 (15) Å
c = 13.9258 (16) Å
α = 85.310 (2) °
β = 70.710 (2) °
γ = 84.193 (2) °
V = 2221.5 (4) Å 3
Z = 2
R = 0.0488
Rw = 0.0953
The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it dried at 373 K and 50 Pa 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。析出した結晶の一部を取出し、単結晶X線構造解析を行った結果を以下に示す。本錯体の骨格の組成は、亜鉛イオン:2,6−ナフタレンジカルボン酸:トランス−1,2−ビス(4−ピリジル)エテン=2:2:1であった。結晶構造を図10に示す。図10より、本錯体はジャングルジム骨格が二重に相互貫入した構造を有することが分かる。
Monoclinic(P2(1)/c)
a=16.1578(5)Å
b=18.8070(6)Å
c=18.1039(5)Å
α=90.00°
β=92.6150(10)°
γ=90.00°
V=5495.7(3)Å
Z=4
R=0.0477
Rw=0.1331
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 results of taking out part of the precipitated crystals and conducting single crystal X-ray structural analysis are shown below. The composition of the skeleton of this complex was zinc ion: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid: trans-1,2-bis (4-pyridyl) ethene = 2: 2: 1. The crystal structure is shown in FIG. From FIG. 10, it can be seen that this complex has a structure in which the jungle gym skeleton is double interpenetrated.
Monoclinic (P2 (1) / c)
a = 16.1578 (5) Å
b = 18.8070 (6) Å
c = 18.1039 (5) Å
α = 90.00 °
β = 92.6150 (10) °
γ = 90.00 °
V = 5495.7 (3) Å 3
Z = 4
R = 0.0477
Rw = 0.1331
The precipitated metal complex was recovered by suction filtration, and then washed with methanol three times. Then, it 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.

<実施例1>
合成例1で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の吸着等温線を測定した。結果を図12に示す。
<Example 1>
For the metal complex obtained in Synthesis Example 1, the adsorption isotherm of carbon dioxide at 195 K was measured. The results are shown in FIG.

<比較例1>
比較合成例1で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の吸着等温線を測定した。結果を図12に示す。
<Comparative Example 1>
The adsorption complex isotherm of carbon dioxide at 195K was measured for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1. The results are shown in FIG.

<比較例2>
比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の吸着等温線を測定した。結果を図12に示す。
<Comparative example 2>
For the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2, the adsorption isotherm of carbon dioxide at 195 K was measured. The results are shown in FIG.

図12より、本発明の金属錯体は二酸化炭素の吸着量が多いので、二酸化炭素の吸着材として優れていることは明らかである。   From FIG. 12, it is clear that the metal complex of the present invention is excellent as a carbon dioxide adsorbent because it has a large amount of carbon dioxide adsorbed.

<実施例2>
合成例1で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレンの吸着等温線を測定した。結果を図13に示す。
<Example 2>
For the metal complex obtained in Synthesis Example 1, an adsorption isotherm of ethylene at 195 K was measured. The results are shown in FIG.

<比較例3>
比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレンの吸着等温線を測定した。結果を図13に示す。
<Comparative Example 3>
For the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2, an ethylene adsorption isotherm at 195K was measured. The results are shown in FIG.

<比較例4>
比較合成例3で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレンの吸着等温線を測定した。結果を図13に示す。
<Comparative example 4>
For the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 3, the adsorption isotherm of ethylene at 195 K was measured. The results are shown in FIG.

図13より、本発明の金属錯体はエチレンの吸着量が多いので、エチレンの吸着材として優れていることは明らかである。   From FIG. 13, it is clear that the metal complex of the present invention is excellent as an adsorbent for ethylene because it has a large amount of adsorption of ethylene.

<実施例3>
合成例1で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の吸脱着等温線を測定した。結果を図14に示す。
<Example 3>
For the metal complex obtained in Synthesis Example 1, the adsorption and desorption isotherm of carbon dioxide at 195 K was measured. The results are shown in FIG.

<比較例5>
比較合成例1で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の吸脱着等温線を測定した。結果を図15に示す。
<Comparative Example 5>
For the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1, the adsorption and desorption isotherm of carbon dioxide at 195 K was measured. The results are shown in FIG.

<比較例6>
比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素の吸脱着等温線を測定した。結果を図16に示す。
<Comparative Example 6>
For the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2, the adsorption and desorption isotherm of carbon dioxide at 195 K was measured. The results are shown in FIG.

図14と図15及び図16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は明らかである。   From the comparison between FIG. 14, FIG. 15 and FIG. 16, it is clear that the metal complex of the present invention has a large amount of occluded carbon dioxide and is therefore excellent as an occluded material for carbon dioxide.

<実施例4>
合成例1で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素及びメタンの吸脱着等温線を測定した。結果を図17に示す。
<Example 4>
For the metal complex obtained in Synthesis Example 1, the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and methane at 195 K were measured. The results are shown in FIG.

<比較例7>
比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素及びメタンの吸脱着等温線を測定した。結果を図18に示す。
<Comparative Example 7>
For the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2, the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and methane at 195 K were measured. The results are shown in FIG.

<比較例8>
比較合成例3で得た金属錯体について、195Kにおける二酸化炭素及びメタンの吸脱着等温線を測定した。結果を図19に示す。
<Comparative Example 8>
The adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and methane at 195 K were measured for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 3. The results are shown in FIG.

図17と図18及び図19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、メタンと二酸化炭素の分離材として優れていることは明らかである。   From comparison between FIG. 17, FIG. 18 and FIG. 19, the metal complex of the present invention selectively adsorbs carbon dioxide and has a large amount of carbon dioxide adsorbed, so that it is excellent as a separator for methane and carbon dioxide. it is obvious.

<実施例5>
合成例1で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレン及びエタンの吸脱着等温線を測定した。結果を図20に示す。
<Example 5>
For the metal complex obtained in Synthesis Example 1, the adsorption and desorption isotherms of ethylene and ethane at 195 K were measured. The results are shown in FIG.

<比較例9>
比較合成例2で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレン及びエタンの吸脱着等温線を測定した。結果を図21に示す。
<Comparative Example 9>
For the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2, the adsorption and desorption isotherms of ethylene and ethane at 195 K were measured. The results are shown in FIG.

<比較例10>
比較合成例3で得た金属錯体について、195Kにおけるエチレン及びエタンの吸脱着等温線を測定した。結果を図22に示す。
<Comparative Example 10>
For the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 3, the adsorption and desorption isotherms of ethylene and ethane at 195 K were measured. The results are shown in FIG.

図20と図21及び図22の比較より、本発明の金属錯体はエチレンを選択的に吸着し、かつエチレンの吸着量が多いので、エタンとエチレンの分離材として優れていることは明らかである。   From comparison of FIG. 20, FIG. 21 and FIG. 22, it is clear that the metal complex of the present invention selectively adsorbs ethylene and has a large amount of adsorbed ethylene, so that it is excellent as a separator for ethane and ethylene. .

Claims (12)

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。)で表されるジカルボン酸化合物(I)と、周期表の2族、7〜10族及び12族に属する金属のイオンと、下記一般式(II);

(式中、X及びYはそれぞれ同一または異なってCH、CH(OH)、NH、酸素原子または硫黄原子であり、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。)で表される該金属イオンに二座配位可能な有機配位子(II)とからなる金属錯体。
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) A dicarboxylic acid compound (I) represented by 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), group 2 of the periodic table, Ions of metals belonging to Groups 7-10 and 12 and the following general formula (II);

(Wherein X and Y are the same or different and are CH 2 , CH (OH), NH, an oxygen atom or a sulfur atom, and 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, an alkoxy group, a formyl group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, or a monoalkylamino. A metal complex comprising an organic ligand (II) capable of bidentate coordination to the metal ion represented by: a group, a dialkylamino group, an acylamino group, or a halogen atom.
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請求項1に記載の金属錯体。   The metal complex according to claim 1, wherein the jungle gym skeleton has a structure in which a plurality of interpenetrations occur. 該金属イオンが亜鉛イオンである請求項1または2に記載の金属錯体。   The metal complex according to claim 1 or 2, wherein the metal ion is a zinc ion. 該二座配位可能な有機配位子(II)が1,2−ビス(4−ピリジル)エタンである請求項1〜3のいずれかに記載の金属錯体。 The metal complex according to claim 1, wherein the bidentate organic ligand (II) is 1,2-bis (4-pyridyl) ethane. 請求項1〜4のいずれかに記載の金属錯体からなる吸着材。 An adsorbent comprising the metal complex according to claim 1. 該吸着材が、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吸着するための吸着材である請求項5に記載の吸着材。 The adsorbent 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 adsorbent according to claim 5, which is an adsorbent for adsorbing. 請求項1〜4の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 1-4. 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7に記載の吸蔵材。 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. The occlusion material according to 7. 請求項1〜4の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 1-4. 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9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 9, 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。エチレ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9に記載の分離材。   The separating material is methane and carbon dioxide, hydrogen and carbon dioxide, nitrogen and carbon dioxide, methane and ethane. The separation material according to claim 9, which is a separation material for separating ethylene and ethane or air and methane. ジカルボン酸化合物(I)と、周期表の2族、7〜10族及び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、該金属イオンに二座配位可能な有機配位子(II)とを溶媒中で反応させ、析出させる、請求項1に記載の金属錯体の製造方法。   Dicarboxylic acid compound (I), at least one metal salt selected from salts of metals belonging to Groups 2, 7-10 and 12 of the periodic table, and an organic configuration capable of bidentate coordination with the metal ion The method for producing a metal complex according to claim 1, wherein the ligand (II) is reacted and precipitated in a solvent.
JP2011048598A 2011-03-07 2011-03-07 Metal complex and adsorbent, occlusion material, and separation material consisting of the same Pending JP2012184197A (en)

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