JP2017066063A - Porous aluminum compound and method for producing the same - Google Patents

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啓介 荒木
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宗宣 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel porous aluminum compound having gas adsorbing and desorbing ability.SOLUTION: The present invention provides a porous aluminum compound comprising a basic skeleton represented by general formula (1) (n is an integer of 2-4; X is a monovalent anion; if n is 2, Reach independently represents H, a halogen atom, a C1-4 alkyl group, a C1-4 haloalkyl group or the like; Reach independently represents H, a C1-4 alkyl group, a C1-4 haloalkyl group, a C1-4 alkyloxy group, a C1-4 haloalkyloxy group or the like; if n is 3, Ris H, a halogen atom, a C1-4 alkyl group, a C1-4 haloalkyl group, a C1-4 alkyloxy group or the like, Reach independently represents H, a C1-4 alkyl group, a C1-4 haloalkyl group, a C1-4 alkyloxy group, a C1-4 haloalkyloxy group or the like; if n is 4, Reach independently represents H, a C1-4 alkyl group, a C1-4 haloalkyl group, a C1-4 alkyloxy group, a C1-4 haloalkyloxy group or the like).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、アミノ基を有する多孔性配位高分子に関する。より詳細には、ジアミノテレフタル酸からなる多孔性アルミニウム化合物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a porous coordination polymer having an amino group. More specifically, the present invention relates to a porous aluminum compound comprising diaminoterephthalic acid and a method for producing the same.

金属イオンと有機架橋配位子から構成される多孔性配位高分子は、そのガス吸着能に関する研究が行われている。多孔性配位高分子と吸着分子との相互作用を高めてガス吸着能を高くする事を目的に、アミノ基を有する芳香族ジカルボン酸配位子と金属イオンから構成される多孔性配位高分子(以下、「含窒素多孔性配位高分子」と称する)が検討されている(非特許文献1)。また、これらの含窒素多孔性配位高分子のアミノ基に触媒金属を担持した固体触媒を用いた触媒反応が検討されており、例えば非特許文献2〜4において、アミノテレフタル酸とアルミニウム、鉄又はチタンからなる含窒素多孔性配位高分子が開示されている。しかしながら、これまでに金属とジアミノテレフタル酸からなる含窒素多孔性配位高分子の合成は報告されていない。   A porous coordination polymer composed of a metal ion and an organic bridging ligand has been studied for its gas adsorption ability. Porous coordination coordination composed of amino group-containing aromatic dicarboxylic acid ligands and metal ions for the purpose of enhancing gas adsorption capacity by enhancing the interaction between porous coordination polymers and adsorbed molecules Molecules (hereinafter referred to as “nitrogen-containing porous coordination polymers”) have been studied (Non-patent Document 1). Catalytic reactions using a solid catalyst in which a catalytic metal is supported on the amino group of these nitrogen-containing porous coordination polymers have been studied. For example, in Non-Patent Documents 2 to 4, aminoterephthalic acid, aluminum, iron Alternatively, a nitrogen-containing porous coordination polymer made of titanium is disclosed. However, no synthesis of nitrogen-containing porous coordination polymer composed of metal and diaminoterephthalic acid has been reported so far.

Journal of the American Chemical Society、131巻、6326−6327ページ、2009年.Journal of the American Chemical Society, 131, 6326-6327, 2009. Chemistry of Materials、23巻、2565−2572ページ、2011年.Chemistry of Materials, 23, 2565-2572, 2011. Inorganic Chemistry、47巻、7568−7576ページ、2008年.Inorganic Chemistry, 47, 7568-7576, 2008. Journal of the American Chemical Society、135巻、10942−10945ページ、2013年.Journal of the American Chemical Society, 135, 10942-10945, 2013.

これまで報告されている含窒素多孔性配位高分子は、アミノ基を持たない多孔性配位高分子に比べて二酸化炭素(以下、「CO」と称す。)の選択的な吸着及び脱離(以下、「吸脱着」と称す。)能力が高い。しかしながら、従来の含窒素多孔性配位高分子を実用的な吸脱着剤等として使用するためには、より一層の吸脱着能の改善が必要であった。 Nitrogen-containing porous coordination polymers reported so far have a selective adsorption and desorption of carbon dioxide (hereinafter referred to as “CO 2 ”) compared to porous coordination polymers having no amino group. Separation (hereinafter referred to as “adsorption / desorption”) is high. However, in order to use the conventional nitrogen-containing porous coordination polymer as a practical adsorption / desorption agent, it is necessary to further improve the adsorption / desorption ability.

上記の課題に鑑み、本発明は吸脱着剤、更には分離剤やガス吸蔵材料ともなりうる機能を有する、新規の含窒素多孔性配位高分子を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a novel nitrogen-containing porous coordination polymer having a function that can also serve as an adsorption / desorption agent, as well as a separating agent and a gas storage material.

本発明者等は上記の課題を解決すべく鋭意検討した。その結果、アルミニウムイオンと特定のアミノ基を有するジカルボン酸からなる多孔性アルミニウム化合物が、上記課題を解決し得る性能を有する化合物であることを見いだし、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the inventors have found that a porous aluminum compound comprising an aluminum ion and a dicarboxylic acid having a specific amino group is a compound having performance capable of solving the above problems, and has completed the present invention.

すなわち本発明は、
(i)一般式(1)
That is, the present invention
(I) General formula (1)

Figure 2017066063
Figure 2017066063

(式中、nは2から4の整数を表し、Xは一価の陰イオンを表す。nが2のとき、Rは同一または相異なって水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基又は炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基を表し、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。nが3のとき、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基又は炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基を表し、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。nが4のとき、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。)で表される基本骨格を含む多孔性アルミニウム化合物。
(ii)MIL−101型の結晶構造を有する前記(i)に記載の多孔性アルミニウム化合物。
(iii)500m/g以上3000m/g以下のBET比表面積を有する前記(i)又は(ii)に記載の多孔性アルミニウム化合物。
(iv)nが2であり、Rが水素原子であり、Rが同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基である前記(i)乃至(iii)いずれかに記載の多孔性アルミニウム化合物。
(v)Rが水素原子である前記(i)乃至(iv)いずれかに記載の多孔性アルミニウム化合物。
(vi)Xが塩化物イオン又は過塩素酸イオンであることを特徴とする前記(i)乃至(v)いずれかに記載の多孔性アルミニウム化合物。
(vii)3価のアルミニウム塩及び下記一般式(2)で表されるジカルボン酸を溶媒中で反応させる前記(i)に記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。
(In the formula, n represents an integer of 2 to 4, X represents a monovalent anion. When n is 2, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon atom having 1 to 4 carbon atoms. represents an alkyl group, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group or haloalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms having 1 to 4 carbon atoms, R 2 are the same or different and a hydrogen atom, a carbon number from 1 to 4 Alkyl group, haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, acyl group having 2 to 5 carbon atoms or (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) ) Represents an oxycarbonyl group, and when n is 3, R 1 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, or A haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms And, R 2 are the same or different and a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, haloalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms Represents an acyl group having 2 to 5 carbon atoms or an (oxyalkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl group, and when n is 4, R 2 is the same or different and is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. , A haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, or (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl A porous aluminum compound comprising a basic skeleton represented by:
(Ii) The porous aluminum compound according to (i), which has a MIL-101 type crystal structure.
(Iii) The porous aluminum compound according to (i) or (ii), which has a BET specific surface area of 500 m 2 / g or more and 3000 m 2 / g or less.
(Iv) n is 2, R 1 is a hydrogen atom, R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, or 1 carbon atom. The porous aluminum compound according to any one of (i) to (iii), which is a haloalkyloxy group having 4 to 4 carbon atoms, an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl group.
(V) The porous aluminum compound according to any one of (i) to (iv), wherein R 2 is a hydrogen atom.
(Vi) The porous aluminum compound as described in any one of (i) to (v) above, wherein X is a chloride ion or a perchlorate ion.
(Vii) The method for producing a porous aluminum compound according to (i), wherein a trivalent aluminum salt and a dicarboxylic acid represented by the following general formula (2) are reacted in a solvent.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

(式中、nは2から4の整数を表す。nが2のとき、Rは同一または相異なって水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基又は炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基を表し、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。nが3のとき、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基又は炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基を表し、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。nが4のとき、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。)
(viii)3価のアルミニウム塩が塩化アルミニウム又は過塩素酸アルミニウムである前記(vii)に記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。
(ix)溶媒がアミド化合物である前記(vii)又は(viii)に記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。
(x)nが2であり、Rが水素原子であり、Rが同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルキルカルボニル基、炭素数1〜4のハロアルキルカルボニル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基であることを特徴とする前記(vii)乃至(ix)のいずれかに記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。
(xi)Rが水素原子又はtert−ブチルオキシカルボニル基ある前記(vii)乃至(x)のいずれかに記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。
(xii)前記(i)乃至(vi)のいずれかに記載の多孔性アルミニウム化合物を含む吸着剤、に関するものである。
(In the formula, n represents an integer of 2 to 4. When n is 2, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a haloalkyl having 1 to 4 carbon atoms. Group, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms or a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A haloalkyl group, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl group, where n is 3. In this case, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 is the same or different A hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl having 2 to 5 carbon atoms Group or (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl group, when n is 4, R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a haloalkyl having 1 to 4 carbon atoms. Group, a C1-C4 alkyloxy group, a C1-C4 haloalkyloxy group, a C2-C5 acyl group, or a (C1-C4 alkyl) oxycarbonyl group.)
(Viii) The method for producing a porous aluminum compound according to (vii), wherein the trivalent aluminum salt is aluminum chloride or aluminum perchlorate.
(Ix) The method for producing a porous aluminum compound according to (vii) or (viii), wherein the solvent is an amide compound.
(X) n is 2, R 1 is a hydrogen atom, R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, or 1 carbon atom. The method for producing a porous aluminum compound according to any one of (vii) to (ix) above, which is a haloalkylcarbonyl group having 4 to 4 or an (oxygen having 1 to 4 carbon) oxycarbonyl group.
(Xi) The method for producing a porous aluminum compound according to any one of (vii) to (x), wherein R 2 is a hydrogen atom or a tert-butyloxycarbonyl group.
(Xii) The present invention relates to an adsorbent containing the porous aluminum compound according to any one of (i) to (vi).

以下に本発明の多孔性アルミニウム化合物についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the porous aluminum compound of the present invention will be described in more detail.

本発明は、一般式(1)で表される基本骨格を含む多孔性アルミニウム化合物であり、これが単位構造として繰り返されて形成された金属−有機ネットワークを有する多孔性アルミニウム化合物も本発明に含まれる。形成可能な金属−有機ネットワークとしてMIL−101型が挙げられる。三価のクロムイオンとテレフタル酸からなるMIL−101型の骨格構造は図1に示されており、結晶データは以下の刊行物に挙げられている。   The present invention is a porous aluminum compound including the basic skeleton represented by the general formula (1), and a porous aluminum compound having a metal-organic network formed by repeating this as a unit structure is also included in the present invention. . The metal-organic network that can be formed includes MIL-101 type. The MIL-101 type skeletal structure composed of trivalent chromium ions and terephthalic acid is shown in FIG. 1, and crystal data are listed in the following publications.

Science、309巻、2040−2042ページ、2005年.Science, 309, 2040-2042, 2005.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

(式中、n、X、R及びRは前記と同じ意味を表す。)
本発明の多孔性アルミニウム化合物におけるR、R及びXの定義について説明する。
(In the formula, n, X, R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
The definitions of R 1 , R 2 and X in the porous aluminum compound of the present invention will be described.

一般式(1)におけるRがハロゲン原子である場合、当該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子の群から選ばれる1種以上を例示することができる。 When R 1 in the general formula (1) is a halogen atom, examples of the halogen atom include one or more selected from the group consisting of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

又はRで表される炭素数1〜4のアルキル基としては、直鎖状アルキル基又は分岐状アルキル基のいずれであってもよい。具体的なアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、及びtert−ブチル基の群から選ばれる1種以上を例示することができる。更には、本発明の多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなる点で、メチル基又はエチル基の少なくともいずれかであればよい。 The alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 1 or R 2, may be any of straight-chain alkyl group or branched alkyl group. Specific examples of the alkyl group include one or more selected from the group of methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group. Furthermore, at least one of a methyl group and an ethyl group may be used in that the surface area of the porous aluminum compound of the present invention is increased.

又はRが炭素数1〜4のハロアルキル基である場合、当該ハロアルキル基は、直鎖状ハロアルキル基又は分岐状ハロアルキル基のいずれであってもよい。具体的なハロアルキル基としてはフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロエチル基、2−フルオロプロピル基、3−フルオロプロピル基、1,1−ジフルオロプロピル基、2,2−ジフルオロプロピル基、3,3−ジフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル基、1,1−ジフルオロブチル基、4,4,4−トリフルオロブチル基、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、及び1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブチル基の群から選ばれる1種以上を例示することができる。更には、本発明の多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなる点で、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、及びトリフルオロメチル基の群から選ばれるいずれか1種以上であればよい。 When R 1 or R 2 is a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, the haloalkyl group may be a linear haloalkyl group or a branched haloalkyl group. Specific haloalkyl groups include fluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, trichloromethyl group, 2-chloroethyl group, 1,1-difluoroethyl group, 2,2-difluoroethyl group, 2,2,2 -Trifluoroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl group, 2-fluoropropyl group, 3-fluoropropyl group, 1,1-difluoropropyl group, 2,2-difluoropropyl group, 3,3 -Difluoropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, 1,1-difluorobutyl group, 4,4,4-trifluorobutyl group, 2, 2,3,4,4,4-hexafluorobutyl group, 3,3,4,4,4-pentafluorobutyl group, and 1,1,2,2,3,3,4,4, - it can be exemplified one or more selected from the group of nonafluorobutyl group. Furthermore, what is necessary is just one or more types chosen from the group of a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, and a trifluoromethyl group at the point which the surface area of the porous aluminum compound of this invention becomes large.

又はRが炭素数1〜4のアルキルオキシ基である場合、当該アルキルオキシ基としては、直鎖状アルキルオキシ基又は分岐状アルキルオキシ基のいずれであってもよい。具体的なアルキルオキシ基としてはメチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、及びtert−ブチルオキシ基の群から選ばれる1種以上を例示することができる。更には、本発明の多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなる点で、メチルオキシ基、エチルオキシ基であればよい。 When R 1 or R 2 is an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, the alkyloxy group may be either a linear alkyloxy group or a branched alkyloxy group. Specific examples of the alkyloxy group include one or more selected from the group consisting of a methyloxy group, an ethyloxy group, a propyloxy group, an isopropyloxy group, a butyloxy group, an isobutyloxy group, a sec-butyloxy group, and a tert-butyloxy group. can do. Furthermore, it may be a methyloxy group or an ethyloxy group in that the surface area of the porous aluminum compound of the present invention is increased.

又はRが炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基である場合、当該ハロアルキルオキシ基としては、直鎖状ハロアルキルオキシ基又は分岐状ハロアルキルオキシ基のいずれであってもよい。具体的なハロアルキルオキシ基としては(フルオロメチル)オキシ基、(クロロメチル)オキシ基、(ジフルオロメチル)オキシ基、(トリフルオロメチル)オキシ基、(トリクロロメチル)オキシ基、(ブロモジフルオロメチル)オキシ基、(2−フルオロエチル)オキシ基、(2−クロロエチル)オキシ基、(1,1−ジフルオロエチル)オキシ基、(2,2−ジフルオロエチル)オキシ基、(2,2,2−トリフルオロエチル)オキシ基、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)オキシ基、(ペンタフルオロエチル)オキシ基、(2−フルオロプロピル)オキシ基、(3−フルオロプロピル)オキシ基、(2,2−ジフルオロプロピル)オキシ基、(3,3−ジフルオロプロピル)オキシ基、(3,3,3−トリフルオロプロピル)オキシ基、及び(2,2,3,3−テトラフルオロプロピル)オキシ基の群から選ばれる1種以上を例示することができる。更には、ハロアルキルオキシ基は本発明の多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなる点で、フルオロメチルオキシ基、ジフルオロメチルオキシ基、及びトリフルオロメチルオキシ基の群から選ばれる1種以上であればよい。 When R 1 or R 2 is a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, the haloalkyloxy group may be either a linear haloalkyloxy group or a branched haloalkyloxy group. Specific haloalkyloxy groups include (fluoromethyl) oxy group, (chloromethyl) oxy group, (difluoromethyl) oxy group, (trifluoromethyl) oxy group, (trichloromethyl) oxy group, (bromodifluoromethyl) oxy Group, (2-fluoroethyl) oxy group, (2-chloroethyl) oxy group, (1,1-difluoroethyl) oxy group, (2,2-difluoroethyl) oxy group, (2,2,2-trifluoro) Ethyl) oxy group, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) oxy group, (pentafluoroethyl) oxy group, (2-fluoropropyl) oxy group, (3-fluoropropyl) oxy group, (2, 2-difluoropropyl) oxy group, (3,3-difluoropropyl) oxy group, (3,3,3-trifluoropropyl) Group, and (2,2,3,3-tetrafluoro propyl) one or more selected from the group of oxy group can be exemplified. Furthermore, the haloalkyloxy group may be at least one selected from the group consisting of a fluoromethyloxy group, a difluoromethyloxy group, and a trifluoromethyloxy group in that the surface area of the porous aluminum compound of the present invention is increased. .

が炭素数2〜5のアシル基である場合、当該アシル基としては、直鎖状アシル基又は分岐状アシル基のいずれであってもよい。具体的なアシル基としてはアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基の群から選ばれる1種以上を例示することができる。更には、アシル基は本発明の多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなる点で、アセチル基、プロピオニトリル基の群から選ばれる1種以上であればよい。 When R 2 is an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, the acyl group may be either a linear acyl group or a branched acyl group. Specific examples of the acyl group include one or more selected from the group of acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, isovaleryl group, and pivaloyl group. Furthermore, the acyl group may be one or more selected from the group of acetyl group and propionitrile group in that the surface area of the porous aluminum compound of the present invention is increased.

が(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基である場合、当該アルキルオキシカルボニル基としては、直鎖状アルキルオキシカルボニル基又は分岐状アルキルオキシカルボニル基のいずれであってもよい。具体的なアルキルオキシカルボニル基としてはメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、sec−ブチルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル基等の群から選ばれる1種以上を例示することができる。更には、(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基はアセチル基、tert−ブチルオキシカルボニル基の群から選ばれる1種以上であればよい。 When R 2 is (alkyl having 1 to 4 carbons) oxycarbonyl, the alkyloxycarbonyl group may be either a linear alkyloxycarbonyl group or a branched alkyloxycarbonyl group. Specific examples of the alkyloxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propyloxycarbonyl group, an isopropyloxycarbonyl group, a butyloxycarbonyl group, an isobutyloxycarbonyl group, a sec-butyloxycarbonyl group, and a tert-butyloxycarbonyl group. 1 or more types selected from the group of etc. can be illustrated. Furthermore, the (C1-C4 alkyl) oxycarbonyl group should just be 1 or more types chosen from the group of an acetyl group and a tert- butyloxycarbonyl group.

一般式(1)において、本発明の多孔性アルミニウム化合物が2個のRを含む場合、これらのR同士が異なる原子又は置換基であってもよい。多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなるため、一般式(1)におけるRは、水素原子であることがより好ましい。また本発明の多孔性アルミニウム化合物が2個以上のRを含む場合、これらのR同士が異なる原子又は置換基であってもよい。多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなるため、一般式(1)におけるRは、水素原子であることが好ましい。 In the general formula (1), when the porous aluminum compound of the present invention contains two R 1 s , these R 1 s may be different atoms or substituents. Since the surface area of the porous aluminum compound is increased, R 1 in the general formula (1) is more preferably a hydrogen atom. When the porous aluminum compound of the present invention contains two or more R 2 s , these R 2 s may be different atoms or substituents. Since the surface area of the porous aluminum compound is increased, R 2 in the general formula (1) is preferably a hydrogen atom.

Xで表される1価の陰イオンとしては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンなどのハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、過塩素酸イオン、硝酸イオン、酢酸イオン、乳酸イオン、炭酸水素イオン、硫酸水素イオン、リン酸二水素イオン、シュウ酸水素イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、チオシアン酸イオン、シアン化物イオン、フェノキシドイオンの群から選ばれる1種以上を例示することができる。多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなるため、Xは塩化物イオン、過塩素酸イオンの群から選ばれる1種以上であればよい。   Monovalent anions represented by X include fluoride ions, chloride ions, bromide ions, iodide ions and other halide ions, hydroxide ions, perchlorate ions, nitrate ions, acetate ions, and lactic acid. Examples include one or more selected from the group of ions, hydrogen carbonate ions, hydrogen sulfate ions, dihydrogen phosphate ions, hydrogen oxalate ions, tetrafluoroborate ions, thiocyanate ions, cyanide ions, and phenoxide ions. it can. Since the surface area of the porous aluminum compound is increased, X may be at least one selected from the group of chloride ions and perchlorate ions.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、水、スルホキシド化合物、スルホン化合物、アミド化合物、ニトリル化合物、及びアルコールの群から選ばれるいずれか1種以上を含んでいても良い。本明細書中では、スルホキシド化合物とは、ジ(炭素数1〜4のアルキル)スルホキシド、ジ(炭素数6〜12のアリール)スルホキシド、(炭素数1〜4のアルキル)(炭素数6〜12のアリール)スルホキシドを意味し、例えばジメチルスルホキシド(以下、「DMSO」と称す。)、ジ−n−ブチルスルホキシド、及びメチルフェニルスルホキシドを挙げる事ができる。本明細書中では、スルホン化合物とは、ジ(炭素数1〜4のアルキル)スルホン[2つの(炭素数1〜4のアルキル)は一体となっても良い]、ジ(炭素数6〜12のアリール)スルホン、(炭素数1〜4のアルキル)(炭素数6〜12のアリール)スルホキシドを意味し、例えばスルホラン、ジプロピルスルホン、及びジ−n−ブチルスルホンを挙げる事ができる。本明細書中では、アミド化合物とは、カルボン酸ジアルキルを意味し、例えばN,N−ジメチルアセトアミド(以下、「DMAc」と称す。)、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、「DMF」と称す。)、N,N−ジエチルホルムアミド(以下、「DEF」と称す。)、及びN−メチルピロリドン(以下、「NMP」と称す。)を挙げる事できる。本明細書中では、ニトリル化合物とは、炭素数1〜4のアルキルニトリル、(炭素数6〜12のアリールニトリルを意味し、例えばアセトニトリル、又はプロピオニトリルが挙げられる。本明細書中でアルコールとは、一般的な有機アルコール化合物を意味し、例えばメタノール、エタノール、2−プロパノール、及びブタノールが挙げられる。多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなる傾向があるため、アミド化合物又はアルコール、更にはDMAc、DMF、DEF、NMP、メタノール、エタノール又は2−プロパノールの群から選ばれる1種以上が好ましい。   The porous aluminum compound of the present invention may contain any one or more selected from the group consisting of water, sulfoxide compounds, sulfone compounds, amide compounds, nitrile compounds, and alcohols. In the present specification, the sulfoxide compound refers to di (alkyl having 1 to 4 carbons) sulfoxide, di (aryl having 6 to 12 carbons) sulfoxide, (alkyl having 1 to 4 carbons) (6 to 12 carbons). Aryl) sulfoxide, and examples thereof include dimethyl sulfoxide (hereinafter referred to as “DMSO”), di-n-butyl sulfoxide, and methylphenyl sulfoxide. In the present specification, the sulfone compound refers to di (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) sulfone [two (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) may be integrated], di (6 to 12 carbon atoms). Aryl) sulfone and (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) (aryl having 6 to 12 carbon atoms) sulfoxide, and examples thereof include sulfolane, dipropylsulfone, and di-n-butylsulfone. In the present specification, an amide compound means a dialkyl carboxylate, for example, N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as “DMAc”), N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as “DMF”). ), N, N-diethylformamide (hereinafter referred to as “DEF”), and N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”). In the present specification, the nitrile compound means an alkyl nitrile having 1 to 4 carbon atoms (meaning an aryl nitrile having 6 to 12 carbon atoms, such as acetonitrile or propionitrile. In the present specification, an alcohol is used. Means a general organic alcohol compound, such as methanol, ethanol, 2-propanol, and butanol, etc. Since the surface area of the porous aluminum compound tends to increase, an amide compound or alcohol, and further DMAc , One or more selected from the group consisting of DMF, DEF, NMP, methanol, ethanol or 2-propanol is preferred.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、ブレンステッド酸を含んでいても良い。本明細書中では、ブレンステッド酸とは水素イオンを供与する化合物を意味し、塩化水素、過塩素酸、硫酸、リン酸などの無機酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、酢酸、安息香酸などの有機酸が挙げられる。多孔性アルミニウム化合物の収率が高くなる傾向があるため、塩化水素、酢酸、安息香酸の群から選ばれるいずれか1種以上がより好ましい。   The porous aluminum compound of the present invention may contain a Bronsted acid. In this specification, the Bronsted acid means a compound that donates hydrogen ions, and includes inorganic acids such as hydrogen chloride, perchloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, and trifluoromethanesulfone. Organic acids such as acid, acetic acid and benzoic acid can be mentioned. Since the yield of the porous aluminum compound tends to be high, any one or more selected from the group of hydrogen chloride, acetic acid, and benzoic acid is more preferable.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、三価のアルミニウム塩及び酸化アルミニウムを含んでいても良い。   The porous aluminum compound of the present invention may contain a trivalent aluminum salt and aluminum oxide.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、好ましくはMIL−101型の結晶構造を有する。MIL−101型の結晶構造とは、非特許文献5に記載のMIL−101(Cr)と同じ結晶構造である。本発明の多孔性アルミニウム化合物がMIL−101型の結晶構造を有することは、粉末X線回折(以下、「XRD」とする。)により確認することができる。すなわち、本発明の多孔性アルミニウム化合物のXRDパターンを、非特許文献5の図S4に記載のXRDパターンと比較することで同定することができ、少なくともX線回折角2θ=4〜17°の範囲のピークを比較することで同定すればよい。   The porous aluminum compound of the present invention preferably has a MIL-101 type crystal structure. The MIL-101 type crystal structure is the same crystal structure as MIL-101 (Cr) described in Non-Patent Document 5. It can be confirmed by powder X-ray diffraction (hereinafter referred to as “XRD”) that the porous aluminum compound of the present invention has a MIL-101 type crystal structure. That is, the XRD pattern of the porous aluminum compound of the present invention can be identified by comparing with the XRD pattern described in FIG. S4 of Non-Patent Document 5, and at least the range of X-ray diffraction angle 2θ = 4 to 17 °. These peaks may be identified by comparing the peaks.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、金属−有機フレームワークを有する金属錯体、いわゆる多孔性配位高分子であり、吸脱着剤又は分離剤として機能する程度の表面積、例えば、窒素分子を用いて測定したBET比表面積として500m/g以上3000m/g以下有する多孔性アルミニウム化合物であることが好ましい。本発明の多孔性アルミニウム化合物のBET比表面積は1000m/g以上であることが好ましく、更に好ましくは1100m/g、また更に好ましくは1300m/g、特に好ましくは1500m/g以上である。これにより本発明の多孔性アルミニウム化合物の吸着特性がより向上する。 The porous aluminum compound of the present invention is a metal complex having a metal-organic framework, a so-called porous coordination polymer, and is measured using a surface area sufficient to function as an adsorption / desorption agent or a separating agent, for example, nitrogen molecules. A porous aluminum compound having a BET specific surface area of 500 m 2 / g or more and 3000 m 2 / g or less is preferable. The BET specific surface area of the porous aluminum compound of the present invention is preferably 1000 m 2 / g or more, more preferably 1100 m 2 / g, still more preferably 1300 m 2 / g, particularly preferably 1500 m 2 / g or more. . Thereby, the adsorption | suction characteristic of the porous aluminum compound of this invention improves more.

次に本発明の製造方法(以下、「本製造方法」と称す)について説明する。   Next, the production method of the present invention (hereinafter referred to as “the present production method”) will be described.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、3価のアルミニウム塩と下記一般式(2)で表されるジカルボン酸とを、溶媒中で反応させることを特徴とする、本発明の多孔性アルミニウム化合物の製造方法である。   The porous aluminum compound of the present invention is produced by reacting a trivalent aluminum salt with a dicarboxylic acid represented by the following general formula (2) in a solvent, and producing the porous aluminum compound of the present invention Is the method.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

(式中、n、R及びRは前記と同じ意味を表す。)
本製造方法で用いる事ができるアルミニウム塩には、塩化アルミニウム(III)、フッ化アルミニウム(III)、臭化アルミニウム(III)、ヨウ化アルミニウム(III)、酢酸アルミニウム(III)、硝酸アルミニウム(III)、硫酸アルミニウム(III)、硫酸アルミニウム(III)アンモニウム、炭酸アルミニウム(III)、リン酸アルミニウム(III)、リン酸二水素アルミニウム(III)、過塩素酸アルミニウム(III)、ケイ酸アルミニウム(III)、テトラフルオロホウ酸アルミニウム(III)、チオシアン酸アルミニウム(III)、シュウ酸アルミニウム(III)、ジステアリン酸アルミニウム(III)、アルミニウム(III)アセチルアセトナート、アルミニウム(III)ヘキサフルオロアセチルアセトナート、シアン化アルミニウム(III)、アルミニウム(III)(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナート)、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(III)、アルミニウム(III)メトキシド、アルミニウム(III)エトキシド、アルミニウム(III)トリ(2−プロポキシド)、アルミニウム(III)トリ(sec−ブトキシド)、アルミニウム(III)トリ(tert−ブトキシド)、アルミニウム(III)トリ(フェノキシド)などのアルミニウム(III)アルコキシド化合物、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムナトリウムなどのアルミニウム(III)水素化物、、トリエチルアルミニウム(III)、トリメチルアルミニウム(III)、塩化ジエチルアルミニウム(III)、塩化ジメチルアルミニウム(III)などのアルキルアルミニウム化合物(III)、アルミニウム(III)グリシナート、及び水酸化アルミニウム(III)の群から選ばれるいずれか1種以上を例示することができる。アルミニウム塩は、これらの水和物であってもよい。多孔性アルミニウム化合物の収率が良い点で、塩化アルミニウム(III)又は過塩素酸アルミニウム(III)が好ましい。
(In the formula, n, R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
Aluminum salts that can be used in this production method include aluminum chloride (III), aluminum fluoride (III), aluminum bromide (III), aluminum iodide (III), aluminum acetate (III), aluminum nitrate (III ), Aluminum sulfate (III), aluminum sulfate (III) ammonium, aluminum carbonate (III), aluminum phosphate (III), aluminum dihydrogen phosphate (III), aluminum perchlorate (III), aluminum silicate (III ), Aluminum (III) tetrafluoroborate, aluminum (III) thiocyanate, aluminum (III) oxalate, aluminum (III) distearate, aluminum (III) acetylacetonate, aluminum (III) hexa Uroacetylacetonate, aluminum (III) cyanide, aluminum (III) (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate), tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (III), Aluminum (III) methoxide, Aluminum (III) ethoxide, Aluminum (III) tri (2-propoxide), Aluminum (III) tri (sec-butoxide), Aluminum (III) tri (tert-butoxide), Aluminum (III) Aluminum (III) alkoxide compounds such as tri (phenoxide), aluminum (III) hydrides such as lithium aluminum hydride and sodium aluminum hydride, triethylaluminum (III), trimethylaluminum (I Illustrative of any one or more selected from the group consisting of alkylaluminum compounds (III) such as I), diethylaluminum chloride (III) and dimethylaluminum chloride (III), aluminum (III) glycinate, and aluminum hydroxide (III) can do. The aluminum salt may be a hydrate of these. Aluminum (III) chloride or aluminum (III) perchlorate is preferable in that the yield of the porous aluminum compound is good.

一般式(2)におけるRおよびRの具体例は、一般式(1)におけるRおよびRと、同じRおよびRであればよい。 Specific examples of R 1 and R 2 in the general formula (2), R 1 and R 2 in the general formula (1), as long as the same R 1 and R 2.

一般式(2)において、ジカルボン酸が2個のRを含む場合、これらのR同士が異なる原子又は置換基であってもよい。本発明の多孔性アルミニウム化合物の収率が良い点で、一般式(2)におけるRは水素原子であることが好ましい。 In the general formula (2), when the dicarboxylic acid contains two R 1 s , these R 1 s may be different atoms or substituents. In terms of good yield of the porous aluminum compound of the present invention, R 1 in the general formula (2) is preferably a hydrogen atom.

一般式(2)において、ジカルボン酸が2個以上のRを含む場合、これらのR同士が異なる原子又は置換基であってもよい。本発明の多孔性アルミニウム化合物の収率が良い点で、一般式(2)におけるRは水素原子またはtert−ブチルオキシカルボニルであることが好ましい。更に、本発明の多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなる点で、一般式(2)におけるジカルボン酸は2,3−ジアミノテレフタル酸、2,6−ビス(tert−ブチルオキシカルボニル)テレフタル酸であるのがより好ましい。 In the general formula (2), when the dicarboxylic acid contains two or more R 2 s , these R 2 s may be different atoms or substituents. In terms of good yield of the porous aluminum compound of the present invention, R 2 in the general formula (2) is preferably a hydrogen atom or tert-butyloxycarbonyl. Furthermore, the dicarboxylic acid in the general formula (2) is 2,3-diaminoterephthalic acid or 2,6-bis (tert-butyloxycarbonyl) terephthalic acid in that the surface area of the porous aluminum compound of the present invention is increased. Is more preferable.

本製造方法のアルミニウム塩とジカルボン酸との割合は任意である。多孔性アルミニウム化合物の収率が良い点で、アルミニウム塩とジカルボン酸との割合は、アルミニウム塩とジカルボン酸とがモル比で1:4〜10:1の範囲における任意の割合であることが好ましく、1:1〜4:1の範囲における任意の割合であることがさらに好ましい。   The ratio of the aluminum salt and the dicarboxylic acid in this production method is arbitrary. In terms of good yield of the porous aluminum compound, the ratio of the aluminum salt to the dicarboxylic acid is preferably an arbitrary ratio in the range of 1: 4 to 10: 1 in terms of the molar ratio of the aluminum salt to the dicarboxylic acid. More preferably, the ratio is in the range of 1: 1 to 4: 1.

本製造方法は、ブレンステッド酸存在下で実施しても差し支えない。用いる事が出来るブレンステッド酸としては反応に害を及ぼさないものであればよく、具体的には塩化水素、過塩素酸、硫酸、リン酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、酢酸、安息香酸の群から選ばれる1種以上が例示でき、これらを混合して用いる事もできる。またブレンステッド酸は、これらの水和物や水溶液でもよい。本発明の多孔性アルミニウム化合物の収率が良い点で、ブレンステッド酸としては濃塩酸、酢酸、安息香酸の群から選ばれるいずれか1種以上が好ましい。ブレンステッド酸の使用量は任意である。表面積の大きい多孔性アルミニウム化合物がより高い収率で得られる点で、ジカルボン酸に対してブレンステッド酸が0.1〜10当量用いるのが好ましく、1〜4当量が更に好ましい。   This production method may be carried out in the presence of Bronsted acid. The Bronsted acid that can be used is not particularly limited as long as it does not harm the reaction, and specifically, hydrogen chloride, perchloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfone. One or more selected from the group consisting of acid, acetic acid and benzoic acid can be exemplified, and these can also be used in combination. The Bronsted acid may be a hydrate or an aqueous solution thereof. The Bronsted acid is preferably one or more selected from the group of concentrated hydrochloric acid, acetic acid, and benzoic acid in that the yield of the porous aluminum compound of the present invention is good. The amount of Bronsted acid used is arbitrary. From the viewpoint that a porous aluminum compound having a large surface area can be obtained in a higher yield, it is preferable to use 0.1 to 10 equivalents, more preferably 1 to 4 equivalents, of the Bronsted acid to the dicarboxylic acid.

本製造方法の溶媒は、水、スルホキシド化合物、スルホン化合物、アミド化合物、ニトリル化合物、及びアルコールの群から選ばれるいずれか1種以上の溶媒である。スルホキシド化合物としてDMSO、ジ−n−ブチルスルホキシド、及びメチルフェニルスルホキシドの群から選ばれるいずれか1種以上、スルホン化合物としてスルホラン、ジプロピルスルホン、及びジ−n−ブチルスルホンの群から選ばれるいずれか1種以上、アミド化合物として、DMAc、DMF、DEF、及びNMPの群から選ばれるいずれか1種以上、ニトリル化合物として、アセトニトリル、又はプロピオニトリルの少なくともいずれか、並びに、アルコールとしてメタノール、エタノール、2−プロパノール、及びブタノールの群から選ばれるいずれか1種以上を挙げることができる。多孔性アルミニウム化合物の表面積が大きくなる傾向があるため、溶媒はアミド化合物、更にはDMAc、DMF、DEF及びNMPの群から選ばれる1種以上が好ましい。   The solvent for this production method is at least one solvent selected from the group consisting of water, sulfoxide compounds, sulfone compounds, amide compounds, nitrile compounds, and alcohols. Any one or more selected from the group of DMSO, di-n-butyl sulfoxide, and methylphenyl sulfoxide as the sulfoxide compound, and any one selected from the group of sulfolane, dipropylsulfone, and di-n-butylsulfone as the sulfone compound One or more, as an amide compound, any one or more selected from the group of DMAc, DMF, DEF, and NMP, as a nitrile compound, at least one of acetonitrile or propionitrile, and as an alcohol, methanol, ethanol, Any 1 or more types chosen from the group of 2-propanol and butanol can be mentioned. Since the surface area of the porous aluminum compound tends to increase, the solvent is preferably an amide compound, and more preferably one or more selected from the group of DMAc, DMF, DEF and NMP.

本製造方法における反応工程は、20℃以上、200℃以下の任意の温度、好ましくは50℃以上、150℃以下の任意の温度で行えばよい。多孔性アルミニウム化合物が得られれば反応時間に特に制限はないが、収率が良い点で3時間以上、80時間以下が好ましく、10時間以上が更に好ましく、20時間以上が殊更好ましい。   The reaction step in this production method may be performed at an arbitrary temperature of 20 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. The reaction time is not particularly limited as long as a porous aluminum compound can be obtained, but it is preferably 3 hours or more and 80 hours or less, more preferably 10 hours or more, and particularly preferably 20 hours or more in terms of good yield.

本製造方法では、反応工程の後、分離工程、イオン交換工程、洗浄工程及び乾燥工程などの後処理工程を含んでいてもよい。後処理工程では、当業者が配位高分子を製造する際の通常の技術手段を適宜選択して用いれば良い。例えば分離工程では、反応工程で析出した多孔性アルミニウム化合物と溶媒とを分離、回収する。多孔性アルミニウム化合物が分離できれば分離方法は任意であり、ろ過、更には吸引ろ過を例示することができる。また、イオン交換工程では分離工程で回収した多孔性アルミニウム化合物中の1価の陰イオンを、イオン交換によって交換する。交換方法は任意であるが、例えば交換させる1価の陰イオンが含まれる溶液中に浸しておけばよい。また洗浄工程では分離工程あるいはイオン交換工程で回収した多孔性アルミニウム化合物を洗浄する。洗浄方法は任意であるが、例えば熱アルコールで洗浄すればよい。乾燥工程は多孔性アルミニウム化合物を乾燥することが出来れば、その方法は任意である。室温、真空下で多孔性アルミニウム化合物を乾燥することが挙げられるが、より大きい表面積が得られる傾向にあるため、真空下、150℃で5時間以上36時間以下の加熱乾燥を行うことが好ましい。   In this manufacturing method, after a reaction process, post-processing processes, such as a separation process, an ion exchange process, a washing process, and a drying process, may be included. In the post-treatment process, those skilled in the art may appropriately select and use ordinary technical means for producing a coordination polymer. For example, in the separation step, the porous aluminum compound precipitated in the reaction step and the solvent are separated and recovered. The separation method is arbitrary as long as the porous aluminum compound can be separated, and examples thereof include filtration and further suction filtration. In the ion exchange step, monovalent anions in the porous aluminum compound recovered in the separation step are exchanged by ion exchange. The exchange method is arbitrary, but for example, it may be immersed in a solution containing a monovalent anion to be exchanged. In the washing step, the porous aluminum compound recovered in the separation step or ion exchange step is washed. The cleaning method is arbitrary, but for example, it may be cleaned with hot alcohol. As long as the porous aluminum compound can be dried in the drying step, the method is arbitrary. Although the porous aluminum compound can be dried at room temperature and under vacuum, it is preferable to carry out heat drying at 150 ° C. for 5 hours or more and 36 hours or less under vacuum because a larger surface area tends to be obtained.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、各種ガス吸脱着をするための吸着剤や吸脱着剤として使用することが期待できる。前記吸着剤は少なくとも本発明の多孔性アルミニウム化合物を含んでいればよく、それ以外の吸着剤を含んでいてもよい。   The porous aluminum compound of the present invention can be expected to be used as an adsorbent or adsorption / desorption agent for various gas adsorption / desorption. The adsorbent only needs to contain at least the porous aluminum compound of the present invention, and may contain other adsorbents.

本発明の多孔性アルミニウム化合物が吸脱着できる分子として、例えば、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、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、水蒸気、有機シロキサン、又は有機蒸気が挙げられる。本明細書中では、有機蒸気とは、揮発性の有機化合物を示し、炭素数1〜4の炭化水素、アルコール類、アミン類、アルデヒド類、炭素数5〜16の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ケトン類、又はハロゲン化炭化水素などの低分子量有機化合物が挙げられる。本明細書中では、有機シロキサンとは、ケイ素原子と炭素原子が酸素を介して結合したケイ素化合物を意味し、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、又はオクタメチルシクロテトラシロキサンなどが挙げられる。本発明の多孔性アルミニウム化合物が吸脱着できる具体的なガスとして、メタン、エタン、エチレン、又はアセチレンなどの炭化水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、又はキセノンなどの希ガス、アルコール類、アミン類、アルデヒド類、炭素数5〜16の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ケトン類、又はハロゲン化炭化水素などの有機蒸気、並びにこれらの混合物を例示することができる。   Examples of molecules that the porous aluminum compound of the present invention can adsorb / desorb include, for example, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbon, rare gas, hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxide, nitrogen oxide, water vapor, Organic siloxane or organic vapor is mentioned. In the present specification, the organic vapor means a volatile organic compound, and includes hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, alcohols, amines, aldehydes, aliphatic hydrocarbons having 5 to 16 carbon atoms, and aromatics. And low molecular weight organic compounds such as hydrocarbons, ketones, or halogenated hydrocarbons. In the present specification, the organosiloxane means a silicon compound in which a silicon atom and a carbon atom are bonded through oxygen, and examples thereof include hexamethylcyclotrisiloxane and octamethylcyclotetrasiloxane. Specific gases that the porous aluminum compound of the present invention can adsorb and desorb include hydrocarbons such as methane, ethane, ethylene, and acetylene, rare gases such as helium, neon, argon, krypton, and xenon, alcohols, and amines And organic vapors such as aldehydes, aliphatic hydrocarbons having 5 to 16 carbon atoms, aromatic hydrocarbons, ketones, or halogenated hydrocarbons, and mixtures thereof.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、圧力や温度によって選択的にガス吸着を行える。そのため、本発明の多孔性アルミニウム化合物は上記の混合物から特定のガスを分離するための分離剤として使用することが期待できる。   The porous aluminum compound of the present invention can selectively adsorb gas depending on pressure and temperature. Therefore, the porous aluminum compound of the present invention can be expected to be used as a separating agent for separating a specific gas from the above mixture.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、窒素の吸着量が高い。そのため、本発明の多孔性アルミニウム化合物は窒素の吸着剤として利用することができ、具体的に窒素の分離、回収及び貯蔵材料として使用することが期待できる。   The porous aluminum compound of the present invention has a high nitrogen adsorption amount. Therefore, the porous aluminum compound of the present invention can be used as an adsorbent for nitrogen, and can be specifically expected to be used as a material for separating, recovering and storing nitrogen.

更に、本発明の多孔性アルミニウム化合物は、特に二酸化炭素の吸着量が高い。そのため、本発明の多孔性アルミニウム化合物は、二酸化炭素の分離、回収及び貯蔵材料として使用することが期待できる。   Furthermore, the porous aluminum compound of the present invention has a particularly high carbon dioxide adsorption amount. Therefore, the porous aluminum compound of the present invention can be expected to be used as a material for separating, recovering and storing carbon dioxide.

本発明により、吸脱着剤、更には分離剤やガス吸蔵材料ともなりうる機能を有する、新規の多孔性アルミニウム化合物を提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a novel porous aluminum compound having a function that can be used as an adsorption / desorption agent, as well as a separating agent and a gas storage material can be provided.

三価のクロムイオンとテレフタル酸からなるMIL−101型の骨格構造である。It is a MIL-101 type skeleton structure composed of trivalent chromium ions and terephthalic acid. 実施例1で得た多孔性アルミニウム化合物1の粉末X線回折パターンである。2 is a powder X-ray diffraction pattern of porous aluminum compound 1 obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得た多孔性アルミニウム化合物1を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-and-desorption isotherm of nitrogen in 77K using the porous aluminum compound 1 obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得た多孔性アルミニウム化合物2の粉末X線回折パターンである。4 is a powder X-ray diffraction pattern of porous aluminum compound 2 obtained in Example 2. FIG. 実施例2で得た多孔性アルミニウム化合物2を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-and-desorption isotherm of nitrogen in 77K using the porous aluminum compound 2 obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得た多孔性アルミニウム化合物3の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern of porous aluminum compound 3 obtained in Example 3. FIG. 実施例3で得た多孔性アルミニウム化合物3を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-and-desorption isotherm of nitrogen in 77K using the porous aluminum compound 3 obtained in Example 3. FIG. 実施例4で得た多孔性アルミニウム化合物4の粉末X線回折パターンである。4 is a powder X-ray diffraction pattern of porous aluminum compound 4 obtained in Example 4. FIG. 実施例4で得た多孔性アルミニウム化合物4を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果である。It is the result of having measured the nitrogen adsorption-desorption isotherm in 77K using the porous aluminum compound 4 obtained in Example 4. FIG. 実施例5で得た多孔性アルミニウム化合物5の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern of porous aluminum compound 5 obtained in Example 5. FIG. 実施例5で得た多孔性アルミニウム化合物5を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-and-desorption isotherm of nitrogen in 77K using the porous aluminum compound 5 obtained in Example 5. FIG. 実施例6で得た多孔性アルミニウム化合物6の粉末X線回折パターンである。3 is a powder X-ray diffraction pattern of porous aluminum compound 6 obtained in Example 6. FIG. 実施例6で得た多孔性アルミニウム化合物6を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果である。It is the result of having measured the adsorption-and-desorption isotherm of nitrogen in 77K using the porous aluminum compound 6 obtained in Example 6. FIG. 試験例1の結果(多孔性アルミニウム化合物1を用いた298Kにおける二酸化炭素の吸脱着等温線を測定した結果)である。It is the result of the test example 1 (the result of having measured the adsorption-desorption isotherm of the carbon dioxide in 298K using the porous aluminum compound 1).

以下、合成例、実施例及び試験例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, an Example, and a test example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these.

ジカルボン酸および多孔性アルミニウム化合物の同定は以下の方法を用いて行った。   Identification of the dicarboxylic acid and the porous aluminum compound was performed using the following method.

(NMR)
H NMR、19F NMR及び35Cl NMRの測定には、BRUKER社製 ULTRASHIELD PLUS AVANCE III(400MHz、376MHz及び39MHz)およびASCEND AVANCE III HD(400MHz、376MHz及び39MHz)を用いた。
(NMR)
For measurement of 1 H NMR, 19 F NMR, and 35 Cl NMR, ULTRASHIELD PLUS AVANCE III (400 MHz, 376 MHz and 39 MHz) and ASCEND AVANCE III HD (400 MHz, 376 MHz and 39 MHz) manufactured by BRUKER were used.

H NMRは、重クロロホルム(CDCl)、及び重ジメチルスルホキシド(DMSO−d)を測定溶媒とし、内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を用いて測定した。 1 H NMR was measured using deuterated chloroform (CDCl 3 ) and deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ) as measurement solvents and tetramethylsilane (TMS) as an internal standard substance.

19F NMRは、重クロロホルム(CDCl)、及び重ジメチルスルホキシド(DMSO−d)を測定溶媒とし、内部標準物質としてトリクロロフルオロメタン(CFCl)を用いて測定した。 19 F NMR was measured using deuterated chloroform (CDCl 3 ) and deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ) as measurement solvents and trichlorofluoromethane (CFCl 3 ) as an internal standard substance.

35Cl NMRは、重ジメチルスルホキシド(DMSO−d)を測定溶媒として測定した。 35 Cl NMR was measured using heavy dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ) as a measurement solvent.

(粉末X線回折測定)
粉末X線回折パターンの測定は、リガク社製Smart Lab装置を用いて、回折角(2θ)=2〜50°の範囲を走査速度3°/分で走査し、対称反射法で測定した。
(Powder X-ray diffraction measurement)
The powder X-ray diffraction pattern was measured by a symmetrical reflection method using a Smart Lab apparatus manufactured by Rigaku Corporation, scanning a range of diffraction angle (2θ) = 2 to 50 ° at a scanning speed of 3 ° / min.

(アルミニウム含有量の測定)
錯体のアルミニウム含有量は、多孔性アルミニウム化合物を硫酸と硝酸で湿式分解し、ICP発光分析装置(PerkinElmer社製optima3000)を用いて測定することで算出した。
(Measurement of aluminum content)
The aluminum content of the complex was calculated by wet-decomposing a porous aluminum compound with sulfuric acid and nitric acid and measuring it using an ICP emission spectrometer (optima 3000 manufactured by PerkinElmer).

(錯体中の各元素の含有量の測定)
錯体中の各元素の含有量は、炭素原子、水素原子、窒素原子の重量を元素分析計(PerkinElmer 2400II)にてそれぞれ定量する事で算出した。
(Measurement of the content of each element in the complex)
The content of each element in the complex was calculated by quantifying the weights of carbon atoms, hydrogen atoms, and nitrogen atoms with an element analyzer (PerkinElmer 2400II).

(BET比表面積の測定)
得られた多孔性アルミニウム化合物を用い、JIS Z8831−2に準じた測定方法により、得られた多孔性アルミニウム化合物の吸脱着等温線及びBET比表面積の測定を行った。測定は一般的なガス吸着装置(マイクロトラック・ベル社製BELSORP 28SA)を用いて、窒素の吸脱着を容量法により測定した。得られた結果を、横軸に相対圧P/P(Pは測定温度における吸着質の飽和蒸気圧)として、縦軸に窒素の理想気体換算でのサンプル1g当たりの吸着量[VNmL/g]をプロットした。また、測定に先立って0.1Pa減圧下150℃、300分にて乾燥し、吸着水などを除去した。
(Measurement of BET specific surface area)
Using the obtained porous aluminum compound, the adsorption / desorption isotherm and the BET specific surface area of the obtained porous aluminum compound were measured by a measuring method according to JIS Z8831-2. The measurement was performed by measuring the adsorption / desorption of nitrogen by a volumetric method using a general gas adsorption device (BELSORP 28SA manufactured by Microtrack Bell). The obtained results are expressed as relative pressure P / P 0 (P 0 is the saturated vapor pressure of the adsorbate at the measurement temperature) on the horizontal axis and the adsorption amount [VNmL / g] was plotted. In addition, prior to measurement, it was dried at 150 ° C. for 300 minutes under a reduced pressure of 0.1 Pa to remove adsorbed water and the like.

(CO吸着等温線の測定)
得られた多孔性アルミニウム化合物を用い、JIS Z8831−2に準じた測定方法により、得られた多孔性アルミニウム化合物のCOの吸着等温線の測定を行った。測定は一般的なガス吸着装置(マイクロトラック・ベル社製BELSORP 28SA)を用いて測定した。
(Measurement of CO 2 adsorption isotherm)
Using the obtained porous aluminum compound, CO 2 adsorption isotherm of the obtained porous aluminum compound was measured by a measuring method according to JIS Z8831-2. The measurement was performed using a general gas adsorption device (BELSORP 28SA manufactured by Microtrack Bell).

合成例1
以下の方法で、2,3−ジアミノテレフタル酸を合成した。
Synthesis example 1
2,3-Diaminoterephthalic acid was synthesized by the following method.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

2,3−ジフルオロテレフタル酸(7.72g,38.2mmol)をエタノール(70mL)に溶解後、濃硫酸(2.2mL,40.6mmol)を入れ、加熱還流下にて66時間撹拌して反応混合物を得た。撹拌後、氷浴で冷やした飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(65mL)に反応混合物を注ぎ入れ、酢酸エチル(40mL)を加え、減圧濃縮した。濃縮後、酢酸エチル(70mL)を加え、分液後、酢酸エチル(70mLx2)にて反応生成物を抽出した。反応生成物を7%炭酸水素ナトリウム水溶液(30mL)および飽和食塩水(30mL)で洗浄後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧濃縮した。粗生成物を山善社製自動中圧カラムクロマトグラフィー[SiO265g,ヘキサン:酢酸エチル(8:1)]により精製することで、2,3−ジフルオロテレフタル酸ジエチル(7.18g,収率73%)が白色固体として得られた。
H NMR(400MHz,CDCl):δ=7.74−7.67(m,2H),4.43(q,J=7.1Hz,2H),1.41(t,J=7.1Hz,3H).19F NMR(376MHz,Acetone−d):δ=−133.5(s,2F).
2,3−ジフルオロテレフタル酸ジエチル(3.00g,11.6mmol)を無水ジメチルスルホキシド(12mL)に溶解し、アジ化ナトリウム(2.32g,35.7mmol)を入れ、80℃にて8時間加熱攪拌して反応混合物を得た。撹拌後、反応混合物に水(40mL)を入れ、酢酸エチル(60mLx3)にて反応生成物を抽出した。反応生成物を水(40mLx2)および飽和食塩水(30mL)で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮することで、2,3−ビスアジドテレフタル酸ジエチル(2.31 g)が暗褐色油状物として得られた。この粗生成物は、さらに精製することなく、次の反応に用いた。
H NMR(400MHz,CDCl):δ=7.63(s,2H),4.43(q,J=7.1Hz,2H),1.42(t,J=7.1Hz,3H).
2,3−ビスアジドテレフタル酸ジエチル(2.31g)を酢酸エチル(30mL)に溶解し、10wt%Pd/C(231mg)を入れ、水素雰囲気下、室温にて19時間攪拌して反応混合物を得た。反応混合物をセライトを敷いたグラスフィルターにてろ過し、残渣を酢酸エチルにて洗浄し、ろ液を減圧濃縮した。反応生成物を山善社製自動中圧カラムクロマトグラフィー[SiO150g,ヘキサン:酢酸エチル(5:1)]により精製することで、2,3−ジアミノテレフタル酸ジエチル(1.37g,2工程総収率47%)が黄色固体として得られた。
H NMR(400MHz,CDCl):δ=7.32(s,2H),5.58(brs,4H),4.36(q,J=7.1Hz,2H),1.40(t,J=7.1Hz,3H).
2,3−ジアミノテレフタル酸ジエチル(1.37g,5.43mmol)をジオキサン(36mL)および水(18mL)に溶解し、水酸化リチウム一水和物(1.15g,27.3 mmol)を入れ、室温にて14時間攪拌して反応混合物を得た。反応混合物を0℃に冷やし、0.50M塩酸(70mL)を入れ、室温にて5分間攪拌した。析出物をろ取し、水、アセトンにて洗浄し、減圧乾燥させることで、2,3−ジアミノテレフタル酸(804mg,収率81%)が黄色粉末として得られた。
H NMR(400MHz,DMSO−d):δ=8.57(brs,6H),7.04(s,2H).
合成例2
以下の方法で、2,5−ビス(tert−ブトキシカルボニルアミノ)テレフタル酸を合成した。
2,3-difluoroterephthalic acid (7.72 g, 38.2 mmol) was dissolved in ethanol (70 mL), concentrated sulfuric acid (2.2 mL, 40.6 mmol) was added, and the reaction was stirred for 66 hours under reflux with heating. A mixture was obtained. After stirring, the reaction mixture was poured into a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (65 mL) cooled in an ice bath, ethyl acetate (40 mL) was added, and the mixture was concentrated under reduced pressure. After concentration, ethyl acetate (70 mL) was added, and after separation, the reaction product was extracted with ethyl acetate (70 mL × 2). The reaction product was washed with 7% aqueous sodium hydrogen carbonate solution (30 mL) and saturated brine (30 mL), and then the organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The crude product was purified by Yamazen's automatic medium pressure column chromatography [SiO 2 265 g, hexane: ethyl acetate (8: 1)] to give diethyl 2,3-difluoroterephthalate (7.18 g, yield 73). %) Was obtained as a white solid.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 7.74-7.67 (m, 2H), 4.43 (q, J = 7.1 Hz, 2H), 1.41 (t, J = 7. 1 Hz, 3H). 19 F NMR (376 MHz, Acetone-d 6 ): δ = -133.5 (s, 2F).
Dissolve diethyl 2,3-difluoroterephthalate (3.00 g, 11.6 mmol) in anhydrous dimethyl sulfoxide (12 mL), add sodium azide (2.32 g, 35.7 mmol), and heat at 80 ° C. for 8 hours. Stir to give a reaction mixture. After stirring, water (40 mL) was added to the reaction mixture, and the reaction product was extracted with ethyl acetate (60 mL × 3). The reaction product was washed with water (40 mL × 2) and saturated brine (30 mL), dried over magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to give diethyl 2,3-bisazidoterephthalate (2.31 g) as a dark brown oil. It was obtained as a product. This crude product was used in the next reaction without further purification.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 7.63 (s, 2H), 4.43 (q, J = 7.1 Hz, 2H), 1.42 (t, J = 7.1 Hz, 3H) .
Diethyl 2,3-bisazidoterephthalate (2.31 g) was dissolved in ethyl acetate (30 mL), 10 wt% Pd / C (231 mg) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 19 hours under a hydrogen atmosphere. Obtained. The reaction mixture was filtered through a glass filter with celite, the residue was washed with ethyl acetate, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The reaction product was purified by Yamazen's automated medium pressure column chromatography [SiO 2 150 g, hexane: ethyl acetate (5: 1)] to give diethyl 2,3-diaminoterephthalate (1.37 g, total of 2 steps). Yield 47%) was obtained as a yellow solid.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 7.32 (s, 2H), 5.58 (brs, 4H), 4.36 (q, J = 7.1 Hz, 2H), 1.40 (t , J = 7.1 Hz, 3H).
Diethyl 2,3-diaminoterephthalate (1.37 g, 5.43 mmol) was dissolved in dioxane (36 mL) and water (18 mL), and lithium hydroxide monohydrate (1.15 g, 27.3 mmol) was added. The mixture was stirred at room temperature for 14 hours to obtain a reaction mixture. The reaction mixture was cooled to 0 ° C., 0.50 M hydrochloric acid (70 mL) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 minutes. The precipitate was collected by filtration, washed with water and acetone, and dried under reduced pressure to obtain 2,3-diaminoterephthalic acid (804 mg, 81% yield) as a yellow powder.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 8.57 (brs, 6H), 7.04 (s, 2H).
Synthesis example 2
2,5-bis (tert-butoxycarbonylamino) terephthalic acid was synthesized by the following method.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

2,5−ジアミノテレフタル酸(949mg,4.79mmol)のテトラヒドロフラン(14mL)溶液に1.5M水酸化ナトリウム水溶液(14.0mL,21.0mmol)およびジtert−ブチルジカーボネート(2.2mL,9.58mmol)を入れ、室温にて30時間攪拌した。反応混合物を0℃に冷やし、15%クエン酸水溶液(10mL)および酢酸エチル(20mL)を入れ、析出物をろ過で取り除き、ろ液を酢酸エチル(20mL×3)で抽出した。合わせた有機層を水(20mL)と飽和食塩水(20mL)で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮した。得られた粗生成物にアセトンを入れ、ろ取し、乾燥させることで、2,5−ビス(tert−ブトキシカルボニルアミノ)テレフタル酸(396mg,収率21%)が黄色粉末として得られた。
H NMR(400 MHz,DMSO−d):δ=9.96(brs,2H),8.68(s,2H),3.06(brs,2H),1.55(s,18H).
実施例1
(多孔性アルミニウム化合物1の合成)
2,3−ジアミノテレフタル酸(79.2mg,0.40mmol)、濃塩酸(132μL,1.60mmol)及び塩化アルミニウム六水和物(260mg,1.08mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(5.8mL)に溶解させ、超音波を10分間照射した。これを130℃で24時間加熱して反応混合物を得た。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをアセトンで洗浄後、真空下室温にて乾燥して黄緑色粉末(205mg)を得た。得られた黄緑色粉末をエタノール(15mL)に懸濁させ、還流下にて24時間加熱した。室温に静置後、デカンテーションを行い、反応物を得た後、この操作をさらに2回繰り返した。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをエタノールで洗浄後、真空下室温にて乾燥して多孔性アルミニウム化合物1を黄緑色粉末として得た。多孔性アルミニウム化合物1は、収量が184mg、アルミニウム含有量24.1mgであり、原料混合物中のアルミニウム(III)イオンに対する当該多孔性アルミニウム化合物中のアルミニウムは82%であった。また多孔性アルミニウム化合物1に含まれる各元素の重量比を元素分析からそれぞれを算出した。理論値:{Al(O)[OOCC(NHCOO](Cl)}・(HO)13・(CHCHOH)6.5・(HCl)・(Al2.2として炭素:29.4重量%、水素:5.6重量%、窒素:5.6重量%;測定値:炭素:29.7重量%、水素:5.3重量%、窒素:5.3重量%。また、多孔性アルミニウム化合物5(10mg)を0.02mLの重水素化濃硫酸を用いて分解し、重DMSO溶媒中35Cl NMRを測定することで塩化物イオンのシグナル(0ppm)を観測した。
To a solution of 2,5-diaminoterephthalic acid (949 mg, 4.79 mmol) in tetrahydrofuran (14 mL) was added 1.5M aqueous sodium hydroxide (14.0 mL, 21.0 mmol) and ditert-butyl dicarbonate (2.2 mL, 9 mL). .58 mmol) and stirred at room temperature for 30 hours. The reaction mixture was cooled to 0 ° C., 15% aqueous citric acid solution (10 mL) and ethyl acetate (20 mL) were added, the precipitate was removed by filtration, and the filtrate was extracted with ethyl acetate (20 mL × 3). The combined organic layers were washed with water (20 mL) and saturated brine (20 mL), dried over magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure. Acetone was added to the resulting crude product, collected by filtration, and dried to obtain 2,5-bis (tert-butoxycarbonylamino) terephthalic acid (396 mg, yield 21%) as a yellow powder.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 9.96 (brs, 2H), 8.68 (s, 2H), 3.06 (brs, 2H), 1.55 (s, 18H) .
Example 1
(Synthesis of porous aluminum compound 1)
2,3-Diaminoterephthalic acid (79.2 mg, 0.40 mmol), concentrated hydrochloric acid (132 μL, 1.60 mmol) and aluminum chloride hexahydrate (260 mg, 1.08 mmol) were added to N, N-dimethylformamide (5. 8 ml) and irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes. This was heated at 130 ° C. for 24 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the obtained reaction mixture by filtration, washed with acetone, and then dried at room temperature under vacuum to obtain a yellow-green powder (205 mg). The obtained yellow-green powder was suspended in ethanol (15 mL) and heated under reflux for 24 hours. After standing at room temperature, decantation was performed to obtain a reaction product, and this operation was further repeated twice. A solid was collected from the obtained reaction mixture by filtration, washed with ethanol, and dried under vacuum at room temperature to obtain porous aluminum compound 1 as a yellow-green powder. The porous aluminum compound 1 had a yield of 184 mg and an aluminum content of 24.1 mg, and the aluminum in the porous aluminum compound relative to the aluminum (III) ion in the raw material mixture was 82%. The weight ratio of each element contained in the porous aluminum compound 1 was calculated from elemental analysis. Theory: {Al 3 (O) [ OOCC 6 H 2 (NH 2) 2 COO] 3 (Cl)} · (H 2 O) 13 · (CH 3 CH 2 OH) 6.5 · (HCl) · ( Al 2 O 3 ) 2.2 : carbon: 29.4 wt%, hydrogen: 5.6 wt%, nitrogen: 5.6 wt%; measured values: carbon: 29.7 wt%, hydrogen: 5.3 wt% %, Nitrogen: 5.3% by weight. Porous aluminum compound 5 (10 mg) was decomposed with 0.02 mL of deuterated concentrated sulfuric acid, and 35 Cl NMR was measured in deuterated DMSO solvent to observe a chloride ion signal (0 ppm).

以下に、本実施例の反応式を示し、また得られた多孔性アルミニウム化合物1の粉末X線回折パターンを図2に示す。また得られた多孔性アルミニウム化合物1を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果を図3に示す。その結果得られたBET比表面積は1175m/gであった。 The reaction formula of this example is shown below, and the powder X-ray diffraction pattern of the obtained porous aluminum compound 1 is shown in FIG. Moreover, the result of having measured the adsorption / desorption isotherm of nitrogen in 77K using the obtained porous aluminum compound 1 is shown in FIG. The resulting BET specific surface area was 1175 m 2 / g.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

実施例2
(多孔性アルミニウム化合物2の合成)
2,3−ジアミノテレフタル酸(79.2mg,0.40mmol)、酢酸(48.0mg,0.80mmol)及び塩化アルミニウム六水和物(260mg,1.08mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(5.8mL)に溶解させ、超音波を10分間照射した。これを130℃で24時間加熱して反応混合物を得た。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをアセトンで洗浄後、真空下室温にて乾燥して薄緑色粉末(216mg)を得た。得られた薄緑色粉末をエタノール(8.0mL)に懸濁させ、還流下にて14時間加熱して反応混合物を得た。反応混合物から固体を濾取し、これをエタノールで洗浄後、真空下室温にて乾燥して多孔性アルミニウム化合物2を黄緑色粉末として得た。得られた多孔性アルミニウム化合物2は、収量が238mg、アルミニウム含有量27.8mgであり、原料混合物中のアルミニウム(III)イオンに対する当該多孔性アルミニウム化合物中のアルミニウムは97%であった。また多孔性アルミニウム化合物2に含まれる各元素の重量比を元素分析からそれぞれを算出した。理論値:{Al(O)[OOCC(NHCOO]Cl}・(HO)14.5・(CHCHOH)5.8・[Al2.3・(CHCOOH)4.8として炭素:30.7重量%、水素:5.8重量%、窒素:4.8重量%;測定値:炭素:30.4重量%、水素:5.6重量%、窒素:4.9重量%。また、多孔性アルミニウム化合物2(10mg)を0.02mLの重水素化濃硫酸を用いて分解し、重DMSO溶媒中35Cl NMRを測定することで塩化物イオンのシグナル(0ppm)を観測した。
Example 2
(Synthesis of porous aluminum compound 2)
2,3-diaminoterephthalic acid (79.2 mg, 0.40 mmol), acetic acid (48.0 mg, 0.80 mmol) and aluminum chloride hexahydrate (260 mg, 1.08 mmol) were added to N, N-dimethylformamide (5 8 mL) and irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes. This was heated at 130 ° C. for 24 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the obtained reaction mixture by filtration, washed with acetone, and then dried at room temperature under vacuum to obtain a light green powder (216 mg). The obtained light green powder was suspended in ethanol (8.0 mL) and heated under reflux for 14 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the reaction mixture by filtration, washed with ethanol, and then dried at room temperature under vacuum to obtain porous aluminum compound 2 as a yellow-green powder. The obtained porous aluminum compound 2 had a yield of 238 mg and an aluminum content of 27.8 mg, and 97% of the aluminum in the porous aluminum compound with respect to aluminum (III) ions in the raw material mixture. The weight ratio of each element contained in the porous aluminum compound 2 was calculated from elemental analysis. Theoretical value: {Al 3 (O) [OOCC 6 H 2 (NH 2 ) 2 COO] 3 Cl} · (H 2 O) 14.5 · (CH 3 CH 2 OH) 5.8 · [Al 2 O 3 2.3 · (CH 3 COOH) 4.8 as carbon: 30.7 wt%, hydrogen: 5.8 wt%, nitrogen: 4.8 wt%; measured value: carbon: 30.4 wt%, hydrogen : 5.6% by weight, nitrogen: 4.9% by weight. Porous aluminum compound 2 (10 mg) was decomposed with 0.02 mL of deuterated concentrated sulfuric acid, and 35 Cl NMR was measured in deuterated DMSO solvent to observe a chloride ion signal (0 ppm).

以下に、本実施例の反応式を示し、得られた多孔性アルミニウム化合物2の粉末X線回折パターンを図4に示す。また得られた多孔性アルミニウム化合物2を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果を図5に示す。その結果得られたBET比表面積は1360m/gであった。 The reaction formula of this example is shown below, and the powder X-ray diffraction pattern of the obtained porous aluminum compound 2 is shown in FIG. Moreover, the result of having measured the nitrogen adsorption-and-desorption isotherm in 77K using the obtained porous aluminum compound 2 is shown in FIG. The resulting BET specific surface area was 1360 m 2 / g.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

実施例3
(多孔性アルミニウム化合物3の合成)
2,3−ジアミノテレフタル酸(79.2mg,0.40mmol)、安息香酸(97.6mg,0.80mmol)及び塩化アルミニウム六水和物(260mg,1.08mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(5.8mL)に溶解させ、超音波を10分間照射した。これを130℃で24時間加熱して反応混合物を得た。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをアセトンで洗浄後、真空下室温にて乾燥して薄緑色粉末(241mg)を得た。得られた薄緑色粉末をエタノール(8.0mL)に懸濁させ、還流下にて14時間加熱して反応混合物を得た。反応混合物から固体を濾取し、これをエタノールで洗浄後、真空下室温にて乾燥して多孔性アルミニウム化合物3を黄緑色粉末として得た。得られた多孔性アルミニウム化合物3は、収量が227mg、アルミニウム含有量28.6mgであり、原料混合物中のアルミニウム(III)イオンに対する当該多孔性アルミニウム化合物中のアルミニウムは98%であった。また多孔性アルミニウム化合物3に含まれる各元素の重量比を元素分析からそれぞれを算出した。理論値:{Al(O)[OOCC(NHCOO]Cl}・(HO)11・(CHCHOH)・(Al1.5・(CCOOH)2.3として炭素:38.2重量%、水素:5.4重量%、窒素:5.3重量%;測定値:炭素:37.9重量%、水素:5.2重量%、窒素:5.0重量%。また、多孔性アルミニウム化合物3(10mg)を0.02mLの重水素化濃硫酸を用いて分解し、重DMSO溶媒中35Cl NMRを測定することで塩化物イオンのシグナル(0ppm)を観測した。
Example 3
(Synthesis of porous aluminum compound 3)
2,3-Diaminoterephthalic acid (79.2 mg, 0.40 mmol), benzoic acid (97.6 mg, 0.80 mmol) and aluminum chloride hexahydrate (260 mg, 1.08 mmol) were added to N, N-dimethylformamide ( 5.8 mL) and irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes. This was heated at 130 ° C. for 24 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the obtained reaction mixture by filtration, washed with acetone, and then dried at room temperature under vacuum to obtain a light green powder (241 mg). The obtained light green powder was suspended in ethanol (8.0 mL) and heated under reflux for 14 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the reaction mixture by filtration, washed with ethanol, and dried under vacuum at room temperature to obtain porous aluminum compound 3 as a yellow-green powder. The obtained porous aluminum compound 3 had a yield of 227 mg and an aluminum content of 28.6 mg, and the aluminum in the porous aluminum compound was 98% with respect to aluminum (III) ions in the raw material mixture. The weight ratio of each element contained in the porous aluminum compound 3 was calculated from elemental analysis. Theory: {Al 3 (O) [ OOCC 6 H 2 (NH 2) 2 COO] 3 Cl} · (H 2 O) 11 · (CH 3 CH 2 OH) 5 · (Al 2 O 3) 1.5 · (C 6 H 5 COOH) carbon as 2.3: 38.2 wt%, hydrogen: 5.4% by weight, nitrogen: 5.3 wt%; Found: carbon: 37.9% by weight, hydrogen: 5 0.2% by weight, nitrogen: 5.0% by weight. Porous aluminum compound 3 (10 mg) was decomposed with 0.02 mL of deuterated concentrated sulfuric acid, and 35 Cl NMR was measured in deuterated DMSO solvent to observe a chloride ion signal (0 ppm).

以下に、本実施例の反応式を示し、得られた多孔性アルミニウム化合物3の粉末X線回折パターンを図6に示す。また得られた多孔性アルミニウム化合物3を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果を図7に示す。その結果得られたBET比表面積は1190m/gであった。 The reaction formula of this example is shown below, and the powder X-ray diffraction pattern of the obtained porous aluminum compound 3 is shown in FIG. Moreover, the result of having measured the adsorption-and-desorption isotherm of nitrogen in 77K using the obtained porous aluminum compound 3 is shown in FIG. The resulting BET specific surface area was 1190 m 2 / g.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

実施例4
(多孔性アルミニウム化合物4の合成)
2,3−ジアミノテレフタル酸(79.2mg,0.40mmol)及び過塩素酸アルミニウム九水和物(526mg,1.08mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(5.8mL)に溶解させ、超音波を10分間照射した。これを130℃で24時間加熱して反応混合物を得た。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをアセトンで洗浄後、真空下室温にて乾燥して薄緑色粉末(257mg)を得た。得られた薄緑色粉末をエタノール(8.0mL)に懸濁させ、還流下にて14時間加熱して反応混合物を得た。反応混合物から固体を濾取し、これをエタノールで洗浄後、真空下室温にて乾燥して多孔性アルミニウム化合物4を黄緑色粉末として得た。得られた多孔性アルミニウム化合物4は、収量が227mg、アルミニウム含有量26.8mgであり、原料混合物中のアルミニウム(III)イオンに対する当該多孔性アルミニウム化合物中のアルミニウムは92%であった。また多孔性アルミニウム化合物4に含まれる各元素の重量比を元素分析からそれぞれを算出した。理論値:{Al(O)[OOCC(NHCOO](ClO)}・(HO)・(CHCHOH)7.1・(Al1.7として炭素:31.8重量%、水素:5.5重量%、窒素:5.8重量%;測定値:炭素:31.6重量%、水素:5.4重量%、窒素:5.6重量%。また、多孔性アルミニウム化合物4(10mg)を0.02mLの重水素化濃硫酸を用いて分解し、重DMSO溶媒中35Cl NMRを測定することで過塩素酸イオンのシグナル(1011ppm)を観測した。
Example 4
(Synthesis of porous aluminum compound 4)
2,3-diaminoterephthalic acid (79.2 mg, 0.40 mmol) and aluminum perchlorate nonahydrate (526 mg, 1.08 mmol) were dissolved in N, N-dimethylformamide (5.8 mL) Was irradiated for 10 minutes. This was heated at 130 ° C. for 24 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the resulting reaction mixture by filtration, washed with acetone, and then dried at room temperature under vacuum to obtain a light green powder (257 mg). The obtained light green powder was suspended in ethanol (8.0 mL) and heated under reflux for 14 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the reaction mixture by filtration, washed with ethanol, and dried under vacuum at room temperature to obtain porous aluminum compound 4 as a yellow-green powder. The obtained porous aluminum compound 4 had a yield of 227 mg and an aluminum content of 26.8 mg, and the aluminum in the porous aluminum compound was 92% with respect to aluminum (III) ions in the raw material mixture. The weight ratio of each element contained in the porous aluminum compound 4 was calculated from elemental analysis. Theoretical value: {Al 3 (O) [OOCC 6 H 2 (NH 2 ) 2 COO] 3 (ClO 4 )} · (H 2 O) 9 · (CH 3 CH 2 OH) 7.1 · (Al 2 O 3) carbon as 1.7: 31.8 wt%, hydrogen: 5.5% by weight, nitrogen: 5.8 wt%; Found: carbon: 31.6% by weight, hydrogen: 5.4% by weight, nitrogen : 5.6% by weight. In addition, the porous aluminum compound 4 (10 mg) was decomposed with 0.02 mL of deuterated concentrated sulfuric acid, and 35 Cl NMR was measured in deuterated DMSO solvent, and a signal of perchlorate ion (1011 ppm) was observed. .

以下に、本実施例の反応式を示し、得られた多孔性アルミニウム化合物4の粉末X線回折パターンを図8に示す。また得られた多孔性アルミニウム化合物4を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果を図9に示す。その結果得られたBET比表面積は2000m/gであった。 The reaction formula of this example is shown below, and the powder X-ray diffraction pattern of the obtained porous aluminum compound 4 is shown in FIG. Moreover, the result of having measured the adsorption / desorption isotherm of nitrogen in 77K using the obtained porous aluminum compound 4 is shown in FIG. The resulting BET specific surface area was 2000 m 2 / g.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

実施例5
(多孔性アルミニウム化合物5の合成)
2,3−ジアミノテレフタル酸(79.6mg,0.40mmol)及び塩化アルミニウム六水和物(145mg,0.60mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(5.8mL)に溶解させ、超音波を10分間照射した。これを130℃で24時間加熱して反応混合物を得た。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをDMFおよびエタノールで洗浄後、真空下室温にて乾燥して黄緑色粉末(243mg)を得た。得られた黄緑色粉末をエタノール(25mL)に懸濁させ、還流下にて24時間加熱した。室温に静置後、デカンテーションを行い、反応物を得た後、この操作をさらに2回繰り返した。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをエタノールで洗浄後、真空下室温にて乾燥して多孔性アルミニウム化合物5を黄緑色粉末として得た。得られた多孔性アルミニウム化合物5は、収量が131mg、アルミニウム含有量12.6mgであり、原料混合物中のアルミニウム(III)イオンに対する当該多孔性アルミニウム化合物中のアルミニウムは78%であった。また多孔性アルミニウム化合物1に含まれる各元素の重量比を元素分析からそれぞれを算出した。理論値:{Al(O)[OOCC(NHCOO]Cl}・(HO)11・(CHCHOH)5.5・(Al0.6として炭素:33.6重量%、水素:5.7重量%、窒素:7.1重量%;測定値:炭素:33.8重量%、水素:5.6重量%、窒素:6.8重量%。また、多孔性アルミニウム化合物5(10mg)を0.02mLの重水素化濃硫酸を用いて分解し、重DMSO溶媒中35Cl NMRを測定することで塩化物イオンのシグナル(0ppm)を観測した。
Example 5
(Synthesis of porous aluminum compound 5)
2,3-diaminoterephthalic acid (79.6 mg, 0.40 mmol) and aluminum chloride hexahydrate (145 mg, 0.60 mmol) were dissolved in N, N-dimethylformamide (5.8 mL), and ultrasonic waves were applied for 10 times. Irradiated for 1 minute. This was heated at 130 ° C. for 24 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the obtained reaction mixture by filtration, washed with DMF and ethanol, and dried under vacuum at room temperature to obtain a yellow-green powder (243 mg). The resulting yellow-green powder was suspended in ethanol (25 mL) and heated under reflux for 24 hours. After standing at room temperature, decantation was performed to obtain a reaction product, and this operation was further repeated twice. A solid was collected from the obtained reaction mixture by filtration, washed with ethanol, and then dried at room temperature under vacuum to obtain porous aluminum compound 5 as a yellow-green powder. The obtained porous aluminum compound 5 had a yield of 131 mg and an aluminum content of 12.6 mg, and the aluminum in the porous aluminum compound relative to the aluminum (III) ion in the raw material mixture was 78%. The weight ratio of each element contained in the porous aluminum compound 1 was calculated from elemental analysis. Theory: {Al 3 (O) [ OOCC 6 H 2 (NH 2) 2 COO] 3 Cl} · (H 2 O) 11 · (CH 3 CH 2 OH) 5.5 · (Al 2 O 3) 0 .6 : carbon: 33.6% by weight, hydrogen: 5.7% by weight, nitrogen: 7.1% by weight; measured values: carbon: 33.8% by weight, hydrogen: 5.6% by weight, nitrogen: 6. 8% by weight. Porous aluminum compound 5 (10 mg) was decomposed with 0.02 mL of deuterated concentrated sulfuric acid, and 35 Cl NMR was measured in deuterated DMSO solvent to observe a chloride ion signal (0 ppm).

以下に、本実施例の反応式を示し、得られた多孔性アルミニウム化合物5の粉末X線回折パターンを図10に示す。また得られた多孔性アルミニウム化合物5を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果を図11に示す。その結果得られたBET比表面積は1610m/gであった。 The reaction formula of this example is shown below, and the powder X-ray diffraction pattern of the obtained porous aluminum compound 5 is shown in FIG. Moreover, the result of having measured the adsorption / desorption isotherm of nitrogen in 77K using the obtained porous aluminum compound 5 is shown in FIG. The resulting BET specific surface area was 1610 m 2 / g.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

実施例6
(多孔性アルミニウム化合物6の合成)
2,5−ビス(tert−ブトキシカルボニルアミノ)テレフタル酸(158mg,0.40mmol)及び過塩素酸アルミニウム九水和物(526mg,1.08mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(5.8mL)に溶解させ、超音波を10分間照射した。これを130℃で12時間加熱して反応混合物を得た。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをN,N−ジメチルホルムアミド、次いでエタノールで洗浄後、真空下室温にて乾燥して橙色粉末(173mg)を得た。得られた橙色粉末をエタノール(15mL)に懸濁させ、還流下にて24時間加熱した。室温に静置後、デカンテーションを行い、反応物を得た後、この操作をさらに2回繰り返した。得られた反応混合物から固体を濾取し、これをエタノールで洗浄後、真空下室温にて乾燥して多孔性アルミニウム化合物6を緑色粉末として得た。多孔性アルミニウム化合物6は、収量が82.9mg、アルミニウム含有量11.4mgであり、原料混合物中のアルミニウム(III)イオンに対する当該多孔性アルミニウム化合物中のアルミニウムは39%であった。また多孔性アルミニウム化合物6に含まれる各元素の重量比を元素分析からそれぞれを算出した。理論値:{Al(O)[OOCC(NHCOO](ClO)}・(HO)13・(CHCHOH)・(Alとして炭素:27.7重量%、水素:4.6重量%、窒素:5.7重量%;測定値:炭素:27.7重量%、水素:4.6重量%、窒素:5.7重量%。また、多孔性アルミニウム化合物6(10mg)を0.02mLの重水素化濃硫酸を用いて分解し、重DMSO溶媒中35Cl NMRを測定することで過塩素酸イオンのシグナル(1011ppm)を観測した。
Example 6
(Synthesis of porous aluminum compound 6)
2,5-bis (tert-butoxycarbonylamino) terephthalic acid (158 mg, 0.40 mmol) and aluminum perchlorate nonahydrate (526 mg, 1.08 mmol) in N, N-dimethylformamide (5.8 mL) Dissolved and irradiated with ultrasound for 10 minutes. This was heated at 130 ° C. for 12 hours to obtain a reaction mixture. A solid was collected from the resulting reaction mixture by filtration, washed with N, N-dimethylformamide and then with ethanol, and then dried at room temperature under vacuum to obtain an orange powder (173 mg). The resulting orange powder was suspended in ethanol (15 mL) and heated under reflux for 24 hours. After standing at room temperature, decantation was performed to obtain a reaction product, and this operation was further repeated twice. A solid was collected from the obtained reaction mixture by filtration, washed with ethanol, and then dried at room temperature under vacuum to obtain porous aluminum compound 6 as a green powder. The porous aluminum compound 6 had a yield of 82.9 mg and an aluminum content of 11.4 mg, and the aluminum in the porous aluminum compound relative to the aluminum (III) ion in the raw material mixture was 39%. The weight ratio of each element contained in the porous aluminum compound 6 was calculated from elemental analysis. Theory: {Al 3 (O) [ OOCC 6 H 2 (NH 2) 2 COO] 3 (ClO 4)} · (H 2 O) 13 · (CH 3 CH 2 OH) 4 · (Al 2 O 3) 2 : carbon: 27.7 wt%, hydrogen: 4.6 wt%, nitrogen: 5.7 wt%; measured values: carbon: 27.7 wt%, hydrogen: 4.6 wt%, nitrogen: 5.7 weight%. In addition, the porous aluminum compound 6 (10 mg) was decomposed with 0.02 mL of deuterated concentrated sulfuric acid, and 35 Cl NMR was measured in deuterated DMSO solvent to observe a perchlorate ion signal (1011 ppm). .

以下に、本実施例の反応式を示し、また得られた多孔性アルミニウム化合物6の粉末X線回折パターンを図12に示す。また得られた多孔性アルミニウム化合物6を用いた77Kにおける窒素の吸脱着等温線を測定した結果を図13に示す。その結果得られたBET比表面積は1590m/gであった。 The reaction formula of this example is shown below, and the powder X-ray diffraction pattern of the obtained porous aluminum compound 6 is shown in FIG. Moreover, the result of having measured the nitrogen adsorption-desorption isotherm in 77K using the obtained porous aluminum compound 6 is shown in FIG. The resulting BET specific surface area was 1590 m 2 / g.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

上記の実施例1〜6の結果で得られた多孔性アルミニウム化合物のBET比表面積を表1にまとめた。   Table 1 shows the BET specific surface areas of the porous aluminum compounds obtained as a result of the above Examples 1 to 6.

Figure 2017066063
Figure 2017066063

表1に示すように、本発明の多孔性アルミニウム化合物は1000m/g以上のBET比表面積を有し、吸脱着剤として使用できる比表面積を有していることが確認された。また、本発明の多孔性アルミニウム化合物が窒素吸着能力を有することが確認された。 As shown in Table 1, the porous aluminum compound of the present invention has a BET specific surface area of 1000 m 2 / g or more and was confirmed to have a specific surface area that can be used as an adsorbent / desorbent. Moreover, it was confirmed that the porous aluminum compound of the present invention has nitrogen adsorption ability.

試験例1
実施例1で得られた多孔性アルミニウム化合物1について、二酸化炭素を用い、温度298KにおけるCO吸着等温線を測定した。このとき、測定に先立って0.1Pa減圧下150℃、300分にて乾燥し、吸着水などを除去した。得られた吸着等温線を図14に示す。
本発明の多孔性アルミニウム化合物1(二つのアミノ基を有するジカルボン酸配位子を含む多孔性アルミニウム化合物)がCO吸着能力を有することが確認された。
Test example 1
The porous aluminum compound 1 obtained in Example 1, using carbon dioxide were measured CO 2 adsorption isotherm at the temperature 298K. At this time, prior to measurement, it was dried at 150 ° C. for 300 minutes under a reduced pressure of 0.1 Pa to remove adsorbed water and the like. The obtained adsorption isotherm is shown in FIG.
It was confirmed that the porous aluminum compound 1 (porous aluminum compound containing a dicarboxylic acid ligand having two amino groups) of the present invention has a CO 2 adsorption ability.

本発明の多孔性アルミニウム化合物は、各種ガスの吸着剤や吸脱着剤、並びに分離剤や、吸蔵材料として使用することができる。更には、形状選択性触媒や、不均一化による触媒の分離回収などに使用できる固体酸触媒としても使用することができる。   The porous aluminum compound of the present invention can be used as an adsorbent or adsorption / desorption agent for various gases, a separation agent, or an occlusion material. Furthermore, it can also be used as a shape-selective catalyst or a solid acid catalyst that can be used for separation and recovery of the catalyst by heterogeneity.

Claims (12)

一般式(1)
Figure 2017066063
(式中、nは2から4の整数を表し、Xは一価の陰イオンを表す。nが2のとき、Rは同一または相異なって水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基又は炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基を表し、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。nが3のとき、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基又は炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基を表し、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。nが4のとき、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。)で表される基本骨格を含む多孔性アルミニウム化合物。
General formula (1)
Figure 2017066063
(In the formula, n represents an integer of 2 to 4, X represents a monovalent anion. When n is 2, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon atom having 1 to 4 carbon atoms. represents an alkyl group, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group or haloalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms having 1 to 4 carbon atoms, R 2 are the same or different and a hydrogen atom, a carbon number from 1 to 4 Alkyl group, haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, acyl group having 2 to 5 carbon atoms or (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) ) Represents an oxycarbonyl group, and when n is 3, R 1 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, C1-C4 haloalkyloxy group, charcoal Represents an alkyl group or a haloalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms having 1 to 4, R 2 are the same or different and a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, Represents an acyl group having 2 to 5 carbon atoms or (an alkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl group, and when n is 4, R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, C1-C4 haloalkyl group, C1-C4 alkyloxy group, C1-C4 haloalkyloxy group, C2-C5 acyl group or (C1-C4 alkyl) oxycarbonyl group A porous aluminum compound containing a basic skeleton represented by:
MIL−101型の結晶構造を有する請求項1に記載の多孔性アルミニウム化合物。   The porous aluminum compound according to claim 1, which has a MIL-101 type crystal structure. 500m/g以上3000m/g以下のBET比表面積を有する請求項1又は2に記載の多孔性アルミニウム化合物。 The porous aluminum compound according to claim 1, which has a BET specific surface area of 500 m 2 / g or more and 3000 m 2 / g or less. nが2であり、Rが水素原子であり、Rが同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基である請求項1乃至3いずれか一項に記載の多孔性アルミニウム化合物。 n is 2, R 1 is a hydrogen atom, R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The porous aluminum compound according to any one of claims 1 to 3, which is a haloalkyloxy group, an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, or (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl group. が水素原子である請求項1乃至4いずれか一項に記載の多孔性アルミニウム化合物。 The porous aluminum compound according to any one of claims 1 to 4, wherein R 2 is a hydrogen atom. Xが塩化物イオン又は過塩素酸イオンである請求項1乃至5いずれか一項に記載の多孔性アルミニウム化合物。   The porous aluminum compound according to any one of claims 1 to 5, wherein X is a chloride ion or a perchlorate ion. 3価のアルミニウム塩及び下記一般式(2)で表されるジカルボン酸を溶媒中で反応させることを特徴とする請求項1に記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。
Figure 2017066063
(式中、nは2から4の整数を表す。nが2のとき、Rは同一または相異なって水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基又は炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基を表し、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。nが3のとき、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基又は炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基を表し、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。nが4のとき、Rは同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のアルキルオキシ基、炭素数1〜4のハロアルキルオキシ基、炭素数2〜5のアシル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基を表す。)
The method for producing a porous aluminum compound according to claim 1, wherein a trivalent aluminum salt and a dicarboxylic acid represented by the following general formula (2) are reacted in a solvent.
Figure 2017066063
(In the formula, n represents an integer of 2 to 4. When n is 2, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a haloalkyl having 1 to 4 carbon atoms. Group, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms or a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A haloalkyl group, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl group, where n is 3. In this case, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 is the same or different A hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl having 2 to 5 carbon atoms Group or (alkyl having 1 to 4 carbon atoms) oxycarbonyl group, when n is 4, R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a haloalkyl having 1 to 4 carbon atoms. Group, a C1-C4 alkyloxy group, a C1-C4 haloalkyloxy group, a C2-C5 acyl group, or a (C1-C4 alkyl) oxycarbonyl group.)
3価のアルミニウム塩が塩化アルミニウム又は過塩素酸アルミニウムである請求項7に記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。   The method for producing a porous aluminum compound according to claim 7, wherein the trivalent aluminum salt is aluminum chloride or aluminum perchlorate. 溶媒がアミド化合物である請求項7又は8に記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。   The method for producing a porous aluminum compound according to claim 7 or 8, wherein the solvent is an amide compound. nが2であり、Rが水素原子であり、Rが同一または相異なって水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルキルカルボニル基、炭素数1〜4のハロアルキルカルボニル基又は(炭素数1〜4のアルキル)オキシカルボニル基である請求項7乃至9いずれか一項に記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。 n is 2, R 1 is a hydrogen atom, R 2 is the same or different and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The method for producing a porous aluminum compound according to any one of claims 7 to 9, which is a haloalkylcarbonyl group or a (C1-C4 alkyl) oxycarbonyl group. が水素原子又はtert−ブチルオキシカルボニル基ある請求項10に記載の多孔性アルミニウム化合物の製造方法。 The method for producing a porous aluminum compound according to claim 10, wherein R 2 is a hydrogen atom or a tert-butyloxycarbonyl group. 請求項1乃至6いずれか一項に記載の多孔性アルミニウム化合物を含む吸着剤。   An adsorbent comprising the porous aluminum compound according to any one of claims 1 to 6.
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