JP2017149682A - Porous polymer metal complex, and gas absorbent, gas separation device, gas storage device, catalyst, conductive material and sensor using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous polymer metal complex, and a gas absorber, a gas storage device and a gas separation device using the same and having excellent properties.SOLUTION: There is provided a porous polymer metal complex having a constitutional unit of [AXY], where A represents a transition metal ion, X represents a first ligand which is an isophthalic acid ion having a functional group containing halogen other than fluorine at the 5-position, Y represents a bipyridyl second ligand having ligand points in both terminals of the molecule and n represents the number of constitutional units consisting of AXY.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は多孔性高分子金属錯体及びガス吸着材としての利用ならびにこれを用いたガス分離装置およびガス貯蔵装置に関する。   The present invention relates to use as a porous polymer metal complex and a gas adsorbing material, and a gas separation device and a gas storage device using the same.

ガス吸着材は、加圧貯蔵や液化貯蔵に比べて、低圧で大量のガスを貯蔵しうる特性を有する。このため、近年、ガス吸着材を用いたガス貯蔵装置やガス分離装置の開発が盛んである。ガス吸着材としては、活性炭やゼオライトなどが知られている。また最近は多孔性高分子金属錯体にガスを吸蔵させる方法も提案されている(特許文献1、非特許文献1参照)。   The gas adsorbent has a characteristic of storing a large amount of gas at a low pressure as compared with pressurized storage and liquefied storage. For this reason, in recent years, development of a gas storage device and a gas separation device using a gas adsorbent has been active. As the gas adsorbent, activated carbon, zeolite and the like are known. Recently, a method of occluding gas in a porous polymer metal complex has also been proposed (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

多孔性高分子金属錯体は、金属イオンと有機配位子から構成される結晶性固体で、種々の金属イオン、有機配位子の組み合わせおよび骨格構造の多様性から、様々なガス吸着特性を発現する可能性を秘めている。しかしながら、これらの従来提案されてきたガス吸着材は、ガス吸着量や作業性などの点で充分に満足できるものとはいえず、より優れた特性を有するガス吸着材の開発が所望されている。   Porous polymer metal complexes are crystalline solids composed of metal ions and organic ligands, and exhibit various gas adsorption properties due to the variety of metal ions and combinations of organic ligands and the variety of skeletal structures. There is a possibility to do. However, these conventionally proposed gas adsorbents are not sufficiently satisfactory in terms of the amount of gas adsorption and workability, and the development of gas adsorbents with better characteristics is desired. .

酸素は、産業ガスとして、鉄鋼等の産業に膨大な量が使用されているため、酸素分離法の開発は非常に重要である。このような目的のためには、多数の小さな細孔を有するいわゆる多孔体が吸着材として利用されるが、酸素を吸着する吸着材の多くは、酸素以外のガス、例えば、窒素等も吸着する事が多い。特に、低温にした場合、細孔と種々のガスの相互作用が強くなるため、原理的に多くの多孔体は種々のガスを吸着するようになるため、どのようにすれば幅広い温度域で酸素だけを選択的に吸着する吸着材を製造出来るかはよくわかっていない。分子篩炭素とPSA(Pressure Swing Adsorption)装置を利用した酸素分離は実用化されているが、小型化、高効率化のニーズは大きく、これに対応するための高性能の酸素分離材の開発は重要である。   Since an enormous amount of oxygen is used as an industrial gas in industries such as steel, development of an oxygen separation method is very important. For this purpose, so-called porous bodies having a large number of small pores are used as adsorbents, but most adsorbents that adsorb oxygen also adsorb gases other than oxygen, such as nitrogen. There are many things. In particular, when the temperature is lowered, the interaction between the pores and various gases becomes stronger, so in principle many porous bodies adsorb various gases. It is not well known whether an adsorbent that selectively adsorbs only can be produced. Oxygen separation using molecular sieve carbon and PSA (Pressure Swing Adsorption) equipment has been put to practical use, but there is a great need for miniaturization and high efficiency, and it is important to develop a high-performance oxygen separator to meet this demand It is.

一酸化炭素は、燃料や、酢酸やポリカーボネート等の化成品原料として有用である。鉄鋼業からは転炉等の操業の際に、多量の一酸化炭素が発生しているが、これは窒素との混合ガスとして得られる。しかし一酸化炭素と窒素の物理特性、化学特性がきわめて類似しており、既存のゼオライトや活性炭などの多孔体を利用した一酸化炭素と窒素の分離効率は低くいので、この窒素分離技術は一般に普及しておらず、高効率の一酸化炭素選択的吸着材の開発が望まれている。   Carbon monoxide is useful as a raw material for chemical products such as fuel and acetic acid and polycarbonate. A large amount of carbon monoxide is generated from the iron and steel industry during operations such as converters, and this is obtained as a mixed gas with nitrogen. However, the physical and chemical properties of carbon monoxide and nitrogen are very similar, and the separation efficiency of carbon monoxide and nitrogen using existing porous materials such as zeolite and activated carbon is low. Development of a high-efficiency carbon monoxide selective adsorbent that is not widespread is desired.

金属イオンと配位子から得られる多孔高分子錯体(PCP:Porous Coordination Polymer)は、ゼオライトや活性炭と同様に、ナノスケールの微細な孔を有しており、ガスの吸着、分離が可能であることが知られている。配位子の特性がPCPのガス吸着分離特性に影響を及ぼすことはよく知られている。アミノ基が二酸化炭素吸着性を増大させる例やふっ素原子含有の官能基が水素や二酸化炭素や酸素の吸着性を増大させる例などが知られている(非特許文献2〜7、特許文献2〜6)。しかし、ふっ素以外の、塩素、臭素、よう素などのハロゲン原子がガスの吸着、分離特性にどのような影響を及ぼすかはほとんど知られていない(非特許文献3)またPCPのネットワーク構造や金属イオンもPCPのガス吸着分離特性に影響を及ぼすため(非特許文献8)、どのような金属イオンとどのような配位子との間で、どのようなネットワーク構造のPCPを作れば優れたガス吸着分離特性が得られるのかはよくわかっていない。   Porous Coordination Polymer (PCP) obtained from metal ions and ligands has nano-scale fine pores, similar to zeolite and activated carbon, and can adsorb and separate gases. It is known. It is well known that the characteristics of the ligand affect the gas adsorption separation characteristics of PCP. Examples in which an amino group increases carbon dioxide adsorption and examples in which a fluorine atom-containing functional group increases adsorption of hydrogen, carbon dioxide, and oxygen are known (Non-patent Documents 2 to 7 and Patent Documents 2 to 2). 6). However, it is hardly known how halogen atoms other than fluorine, such as chlorine, bromine and iodine, affect the gas adsorption and separation characteristics (Non-patent Document 3). Since ions also affect the gas adsorption separation characteristics of PCP (Non-patent Document 8), an excellent gas can be obtained by creating PCP with any network structure between any metal ion and any ligand. It is not well understood whether adsorption separation characteristics can be obtained.

特開2000−109493号公報JP 2000-109493 A 国際公開第2014/069574号International Publication No. 2014/069574 特開2014−169248号公報JP 2014-169248 A 特開2014−169262号公報JP 2014-169262 A 特開2014−166969号公報JP 2014-166969 A 特開2014−166970号公報JP 2014-166970 A

北川進、集積型金属錯体、講談社サイエンティフィク、2001年214-218頁Susumu Kitagawa, Integrated Metal Complex, Kodansha Scientific, 2001, pages 214-218 Omaryら、J. Am. Chem. Soc., 2007,129, 15454Omary et al., J. Am. Chem. Soc., 2007,129, 15454 Navarro ら、Chem. Eur. J. 2008, 14, 9890 - 9901Navarro et al., Chem. Eur. J. 2008, 14, 9890-9901 Buら、Scientific Report, DOI: 10.1038/srep03312Bu et al., Scientific Report, DOI: 10.1038 / srep03312 Liら、J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 1308Li et al., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 1308 Ferey ら、J. AM. CHEM. SOC. 2010, 132, 1127-1136Ferey et al., J. AM. CHEM. SOC. 2010, 132, 1127-1136 Jeon ら、Chem. Commun., 2014, 50, 10861Jeon et al., Chem. Commun., 2014, 50, 10861 Rosseinskyら、Microporous and mesoporous Mater.73,(2004),15Rosseinsky et al., Microporous and mesoporous Mater. 73, (2004), 15

本発明は、多孔性高分子金属錯体及びこれを用いた優れた特性を有するガス吸着材を提供することである。また本発明は、前記特性を有するガス吸着材を内部に収容してなるガス貯蔵装置およびガス分離装置を併せて提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a porous polymer metal complex and a gas adsorbent having excellent characteristics using the same. Another object of the present invention is to provide a gas storage device and a gas separation device that contain a gas adsorbent having the above-mentioned characteristics.

本発明者らは、前述のような問題点を解決すべく、鋭意研究を積み重ねた結果、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸型の第一配位子と、配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子と遷移金属イオンとの反応により得られる、多孔性高分子金属錯体が、幅広い温度域で酸素や一酸化炭素を他のガスに比して多く吸着する事を見いだし、本発明を完成するに至った。本発明では、周期表で第3族元素から第12族元素の間に存在する元素を遷移金属と呼ぶ。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained a first ligand of isophthalic acid type having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position, and a coordination point. A porous polymer metal complex obtained by the reaction of a bipyridyl-type second ligand having a hydrogen atom at both ends of the molecule with a transition metal ion is capable of oxygen and carbon monoxide in other gases over a wide temperature range. As a result, the present invention was completed. In the present invention, an element existing between a Group 3 element and a Group 12 element in the periodic table is called a transition metal.

すなわち、本発明は、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸型の第一配位子と、配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子と、遷移金属イオンとを含有する多孔性高分子金属錯体であり、本材料のガス吸蔵材料としての利用及び本ガス吸着材を内部に収容してなるガス貯蔵装置およびガス分離装置に関する発明である。   That is, the present invention provides an isophthalic acid type first ligand having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position, and a bipyridyl type second ligand having coordination points at both ends of the molecule. Is a porous polymer metal complex containing a transition metal ion, and is an invention relating to the use of this material as a gas storage material and a gas storage device and a gas separation device containing the gas adsorbent therein .

すなわち本発明は下記にある。   That is, the present invention is as follows.

(1) [AXY]n (1)
(式中、Aは遷移金属イオンを表し、Xは5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンである第一配位子を表し、Yは配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子を表し、nは、AXYから成る構成単位の数を表す)
の構造単位を有する多孔性高分子金属錯体。
(2)前記遷移金属イオンが、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン、亜鉛イオンのいずれかである、上記(1)に記載の多孔性高分子金属錯体。
(3)前記遷移金属イオンが、亜鉛イオンである、上記(1)に記載の多孔性高分子金属錯体。
(4)前記含ハロゲン官能基のハロゲン元素が、塩素、臭素、又はよう素である上記(1)又は(2)に記載の多孔性高分子金属錯体。
(5)前記含ハロゲン官能基のハロゲン元素が、よう素である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体。
(6)前記含ハロゲン官能基が、ハロゲン元素を含む直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基又はアルコキシ基である上記(1)〜(5)のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体。
(7)含ハロゲン官能基が、炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基又はアルコキシ基である上記(1)〜(6)のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体。
(8)前記含ハロゲン官能基が含有するハロゲン原子が、1〜21個のいずれかである上記(1)〜(7)のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体。
(9) [AXY]n (2)
(式中、Aは遷移金属イオンを表し、Yは配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子を表し、Xはイソフタル酸イオン又は5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンを少なくとも1種含む複数種のイソフタル酸類イオンである第一配位子を表し、全イソフタル酸イオン量の5モル%〜95モル%が5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンであり、nは、AXYから成る構成単位の数を表す)
の構造単位を有することを特徴とする多孔性高分子金属錯体。
(10)式(2)中、Xは、イソフタル酸イオン、5位にアルキル基を有するイソフタル酸イオン、5位にアルコキシ基を有するイソフタル酸イオン、アミノ基を有するイソフタル酸イオン、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンから選ばれる2種類以上のイソフタル酸イオンであって、全イソフタル酸イオン量の5モル%〜95モル%が5位に含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンである上記(9)に記載の多孔性高分子金属錯体。
(11)上記(1)〜(10)のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体を含む吸着材。
(12)上記(11)に記載の吸着材を用いたガス分離装置。
(13)上記(11)に記載の吸着材を用いたガス貯蔵装置。
(14)上記(1)〜(10)のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体を含む触媒。
(15)上記(1)〜(10)のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体を含む導伝性材料。
(16)上記(1)〜(10)のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体を含むセンサー。
(1) [AXY] n (1)
(In the formula, A represents a transition metal ion, X represents a first ligand which is an isophthalic acid ion having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position, and Y represents a coordination point at both ends of the molecule. Represents a bipyridyl-type second ligand possessed, and n represents the number of structural units comprising AXY)
A porous polymer metal complex having the following structural unit:
(2) The porous polymer metal complex according to (1), wherein the transition metal ion is any one of a cobalt ion, a nickel ion, a copper ion, and a zinc ion.
(3) The porous polymer metal complex according to (1), wherein the transition metal ion is a zinc ion.
(4) The porous polymer metal complex according to the above (1) or (2), wherein the halogen element of the halogen-containing functional group is chlorine, bromine, or iodine.
(5) The porous polymer metal complex according to any one of (1) to (3), wherein the halogen element of the halogen-containing functional group is iodine.
(6) The porous polymer metal complex according to any one of (1) to (5), wherein the halogen-containing functional group is a linear or branched alkyl group or alkoxy group containing a halogen element.
(7) The porous polymer metal complex according to any one of (1) to (6), wherein the halogen-containing functional group is a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
(8) The porous polymer metal complex according to any one of (1) to (7), wherein the halogen-containing functional group contains any one of 1 to 21 halogen atoms.
(9) [AXY] n (2)
(In the formula, A represents a transition metal ion, Y represents a bipyridyl-type second ligand having coordination points at both ends of the molecule, and X represents an isophthalate ion or other than fluorine at the 5-position. Represents a first ligand which is a plurality of types of isophthalic acid ions including at least one isophthalic acid ion having a halogen-containing functional group, and 5 mol% to 95 mol% of the total amount of isophthalic acid ions is other than fluorine at the 5-position. (It is an isophthalate ion having a halogen-containing functional group, and n represents the number of structural units consisting of AXY)
A porous polymer metal complex having the following structural unit:
(10) In formula (2), X is an isophthalic acid ion, an isophthalic acid ion having an alkyl group at the 5-position, an isophthalic acid ion having an alkoxy group at the 5-position, an isophthalic acid ion having an amino group, and a fluorine at the 5-position Isophthalic acid having two or more types of isophthalic acid ions selected from isophthalic acid ions having a halogen-containing functional group other than 5% by mole to 95% by mole of the total amount of isophthalic acid ions. The porous polymer metal complex according to (9), which is an ion.
(11) An adsorbent comprising the porous polymer metal complex according to any one of (1) to (10) above.
(12) A gas separation device using the adsorbent according to (11).
(13) A gas storage device using the adsorbent according to (11).
(14) A catalyst comprising the porous polymer metal complex according to any one of (1) to (10) above.
(15) A conductive material comprising the porous polymer metal complex according to any one of (1) to (10) above.
(16) A sensor comprising the porous polymer metal complex according to any one of (1) to (10) above.

本発明の多孔性高分子金属錯体は、多量のガスを吸蔵、放出し、かつ、ガスの選択的吸着を行うことができる。また本発明の多孔性高分子金属錯体からなるガス吸蔵材料を用いて、内部に収容してなるガス貯蔵装置およびガス分離装置を製造することができる。また、本材料を用いて、加水分解、重合反応等を触媒する事ができる。
また、本材料を用いて、あるいは本材料に導電材料をドープしてなる導電性材料を形成することができる。
さらにまた、本材料を用いて、あるいは本材料に導電材料をドープして、センサーを形成することができる。
The porous polymer metal complex of the present invention can occlude and release a large amount of gas and can perform selective gas adsorption. Moreover, the gas storage apparatus and gas separation apparatus which are accommodated inside can be manufactured using the gas storage material which consists of the porous polymer metal complex of this invention. Moreover, hydrolysis, a polymerization reaction, etc. can be catalyzed using this material.
In addition, a conductive material obtained by using this material or by doping the material with a conductive material can be formed.
Furthermore, the sensor can be formed using the present material or by doping the present material with a conductive material.

本発明の多孔性高分子金属錯体は、また例えば、圧力スイング吸着方式(Pressure Swing Adsorption)(以下、単に「PSA方式」と略記する)のガス分離装置として使用すれば、非常に効率良くガスを分離することができる。また、圧力変化に要する時間を短縮でき、省エネルギーにも寄与することができる。さらに、ガス分離装置の小型化にも寄与しうるため、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、結局、最終製品の製造コストを削減する効果を有する。   If the porous polymer metal complex of the present invention is used, for example, as a gas separation device of a pressure swing adsorption system (hereinafter simply referred to as “PSA system”), gas can be very efficiently produced. Can be separated. In addition, the time required for the pressure change can be shortened, contributing to energy saving. Furthermore, since it can contribute to the miniaturization of the gas separation device, it is possible to increase the cost competitiveness when selling high-purity gas as a product. In addition, the cost required for the equipment that requires high purity gas can be reduced, and eventually the production cost of the final product can be reduced.

本発明の多孔性高分子金属錯体の他の用途としては、ガス貯蔵装置が挙げられる。本発明の多孔性高分子金属錯体を含むガス吸着材をガス貯蔵装置(業務用ガスタンク、民生用ガスタンク、車両用燃料タンクなど)に適用した場合には、搬送中や保存中の圧力を劇的に低減させることが可能である。搬送時や保存中のガス圧力を減少させ得ることに起因する効果としては、ガス貯蔵装置の形状自由度の向上がまず挙げられる。従来のガス貯蔵装置においては、保存中の圧力を維持しなくてはガス吸着量を高く維持できない。しかしながら、本発明のガス貯蔵装置においては、圧力を低下させても充分なガス吸着量を維持できる。   Another application of the porous polymer metal complex of the present invention is a gas storage device. When the gas adsorbent containing the porous polymer metal complex of the present invention is applied to a gas storage device (business gas tank, consumer gas tank, vehicle fuel tank, etc.), the pressure during transportation and storage is dramatically increased. Can be reduced. As an effect resulting from the fact that the gas pressure during transportation or storage can be reduced, an improvement in the degree of freedom of shape of the gas storage device is first mentioned. In the conventional gas storage device, the gas adsorption amount cannot be maintained high unless the pressure during storage is maintained. However, in the gas storage device of the present invention, a sufficient gas adsorption amount can be maintained even if the pressure is lowered.

多孔性高分子金属錯体を含むガス吸着材をガス分離装置やガス貯蔵装置に適用する場合における、容器形状や容器材質、ガスバルブの種類などに関しては、特別の装置を用いなくてもよく、従来、ガス分離装置やガス貯蔵装置に用いられているものを用いることが可能である。ただし、各種装置の改良を排除するものではなく、いかなる装置を用いたとしても、本発明の多孔性高分子金属錯体を用いている限りにおいて、本発明の範囲に包含されるものである。   When applying a gas adsorbent containing a porous polymer metal complex to a gas separation device or a gas storage device, the container shape, container material, type of gas valve, etc. need not be a special device. What is used for a gas separation apparatus or a gas storage apparatus can be used. However, improvement of various devices is not excluded, and any device is included in the scope of the present invention as long as the porous polymer metal complex of the present invention is used.

本願発明の多孔性高分子金属錯体を結晶学上の各軸からみた図であって、図1aは、a軸投影図である。It is the figure which looked at the porous polymer metal complex of this invention from each axis on crystallography, and FIG. 本願発明の多孔性高分子金属錯体を結晶学上の各軸からみた図であって、図1bは、b軸投影図である。It is the figure which looked at the porous polymer metal complex of this invention from each axis on crystallography, and FIG. 本願発明の多孔性高分子金属錯体を結晶学上の各軸からみた図であって、図1cは、c軸投影図である。It is the figure which looked at the porous polymer metal complex of this invention from each axis on crystallography, and FIG. 1c is a c-axis projection figure. 本願発明の多孔性高分子金属錯体の金属周りの配位構造を表した図である。It is a figure showing the coordination structure around the metal of the porous polymer metal complex of the present invention. 本願発明の多孔性高分子金属錯体の積層様態およびハロゲン原子の存在位置を表した図であって、図3aは、イソフタル酸で架橋された線上構造を表した図である。FIG. 3A is a diagram showing the layered state of the porous polymer metal complex of the present invention and the location of halogen atoms, and FIG. 3A is a diagram showing a linear structure cross-linked with isophthalic acid. 本願発明の多孔性高分子金属錯体の積層様態およびハロゲン原子の存在位置を表した図であって、図3bは、ビピリジン型配位子で架橋された層状構造を表した図である。FIG. 3B is a diagram showing a layered state of the porous polymer metal complex of the present invention and a position where a halogen atom is present, and FIG. 3B is a diagram showing a layered structure crosslinked with a bipyridine type ligand. 本願発明の多孔性高分子金属錯体の積層様態およびハロゲン原子の存在位置を表した図であって、図3cは、図3b示す層状構造が積層している二次元平面の積層型構造を表した図である。FIG. 3c is a diagram showing the lamination mode of the porous polymer metal complex of the present invention and the location of halogen atoms, and FIG. 3c shows a two-dimensional planar laminated structure in which the layered structure shown in FIG. 3b is laminated. FIG. 本願発明の別種の多孔性高分子金属錯体を結晶学上の各軸からみた図であって、図4aは、a軸投影図である。FIG. 4A is an a-axis projection view of another kind of porous polymer metal complex of the present invention as viewed from each crystallographic axis. 本願発明の別種の多孔性高分子金属錯体を結晶学上の各軸からみた図であって、図4bは、b軸投影図である。It is the figure which looked at another kind of porous polymer metal complex of the present invention from each axis on the crystallography, and FIG. 4b is a b-axis projection. 本願発明の別種の多孔性高分子金属錯体を結晶学上の各軸からみた図であって、図4cは、c軸投影図である。FIG. 4c is a c-axis projection view of another kind of porous polymer metal complex of the present invention as viewed from each crystallographic axis. 本願発明の別種の多孔性高分子金属錯体の金属周りの配位構造を表した図である。It is a figure showing the coordination structure around the metal of another kind of porous polymer metal complex of the present invention. 本願発明の別種の多孔性高分子金属錯体の積層様態およびハロゲン原子の存在位置を表した図であって、図6aは、イソフタル酸で架橋された面上構造を表した図である。FIG. 6A is a diagram showing a lamination structure of another kind of porous polymer metal complex of the present invention and a position where a halogen atom is present, and FIG. 6A is a diagram showing an on-plane structure crosslinked with isophthalic acid. 本願発明の別種の多孔性高分子金属錯体の積層様態およびハロゲン原子の存在位置を表した図であって、図6bは、ビピリジン型配位子で架橋された3次元ネットワーク構造を表した図である。FIG. 6B is a diagram showing a stacking state of another type of porous polymer metal complex of the present invention and a position where a halogen atom is present, and FIG. 6B is a diagram showing a three-dimensional network structure crosslinked with a bipyridine type ligand. is there. 本願発明の別種の多孔性高分子金属錯体の積層様態およびハロゲン原子の存在位置を表した図であって、図6cは、ハロゲン原子が多孔性高分子金属錯体全体に分散するように配置していることを示す図である。FIG. 6c is a diagram showing the stacking state of another type of porous polymer metal complex of the present invention and the location of halogen atoms, and FIG. 6c is arranged so that the halogen atoms are dispersed throughout the porous polymer metal complex. FIG. 実施例1の化合物の単結晶X線データからのシミュレーションパターンと粉末X線測定で得られたパターンの図である。It is the figure of the pattern obtained by the simulation pattern from the single-crystal X-ray data of the compound of Example 1, and a powder X-ray measurement.

本発明の多孔性高分子金属錯体は、下記式(1)で表され、かつ図1で示される化合物である。   The porous polymer metal complex of the present invention is a compound represented by the following formula (1) and shown in FIG.

[AXY]n (1)
式中、Aは遷移金属イオンを表す。Xは5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンである第一配位子を表す。Yは配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子を表す。nは、AXYから成る構成単位の数を表し、AXYが多数集合していることを示すもので、nは高分子性を示す重合度であり、大きさは特に限定されないが、少なくとも100である。
[AXY] n (1)
In the formula, A represents a transition metal ion. X represents a first ligand which is an isophthalate ion having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position. Y represents a bipyridyl-type second ligand having coordination points at both ends of the molecule. n represents the number of structural units composed of AXY, and indicates that a large number of AXY are aggregated. n is a degree of polymerization showing high molecular weight, and the size is not particularly limited, but is at least 100. .

図1a〜cに本願発明の多孔性高分子金属錯体の結晶構造を、結晶学上の各軸から見た図を示す。   FIGS. 1a to 1c show the crystal structure of the porous polymer metal complex of the present invention as seen from each crystallographic axis.

図2に本発明の多孔性高分子金属錯体の遷移金属イオンまわりの配位構造の例を示す(図1の囲み部分の拡大に相当する)。遷移金属イオンは、ビピリジル型の第二配位子のN原子2個の配位と、第一配位子のイソフタル酸のカルボン酸の2座配位が1個および1座配位が1個の計3個の酸素の配位とを受け、5配位状態になっている。但し後述の通り、さらにこれに対して溶媒等の配位を受けて6配位構造を取ることもあり得る。   FIG. 2 shows an example of the coordination structure around the transition metal ion of the porous polymer metal complex of the present invention (corresponding to the enlargement of the encircled portion in FIG. 1). The transition metal ion consists of a bipyridyl-type second ligand of two N atoms, a bidentate of the first ligand isophthalic acid carboxylic acid, and one monodentate coordination. In response to the coordination of three oxygen atoms, a five-coordinate state is obtained. However, as will be described later, a 6-coordinate structure may be formed by coordinating with a solvent or the like.

図3に、本発明の多孔性高分子金属錯体の立体構造を示す。図3aに示すように、遷移金属イオンはイソフタル酸型の第一配位子で架橋された線状構造を形成し(実線四角囲み部分)、その線上構造がビピリジン型の第二配位子で架橋され(点線四角囲み部分)、面状物を形成する。これは側面から見ると図3bに示すように、ジグザグ構造をした層状構造である。そしてこの層状構造が図3cに示すように積層して、全体としては二次元平面の積層型構造を形成する。図3bに示した1層分を図3cでは実線四角囲み部分で示している。ハロゲン原子は、図3cの丸印に示すように、多孔性高分子金属錯体全体に分散するように配置されている。但し、見やすくするために、丸印は図3c中のハロゲン原子2列分のみに付けている。   FIG. 3 shows the three-dimensional structure of the porous polymer metal complex of the present invention. As shown in FIG. 3a, the transition metal ion forms a linear structure cross-linked with the isophthalic acid type first ligand (solid square box), and the linear structure is a bipyridine type second ligand. It is cross-linked (a part enclosed by a dotted line square) to form a planar product. This is a layered structure having a zigzag structure as shown in FIG. This layered structure is laminated as shown in FIG. 3c to form a two-dimensional planar laminated structure as a whole. The one layer shown in FIG. 3b is indicated by a solid square box in FIG. 3c. The halogen atoms are arranged so as to be dispersed throughout the porous polymer metal complex, as indicated by the circles in FIG. 3c. However, in order to make it easy to see, the circles are attached only to the two rows of halogen atoms in FIG. 3c.

また図4〜6で別種の本発明の多孔性高分子金属錯体の結晶構造を説明する。
図4a〜cには結晶学上の各軸から見た図を示す。図5に本発明の多孔性高分子金属錯体の遷移金属イオンまわりの配位構造を示す(図4の丸で囲った部分に相当)。遷移金属イオンは、ビピリジル型の第二配位子のN原子2個と、第一配位子のイソフタル酸のカルボン酸の2座配位が1個および1座配位が2個で計4個の酸素の配位とを受け、6配位状態になっている。
Moreover, the crystal structure of another kind of porous polymer metal complex of the present invention will be described with reference to FIGS.
Figures 4a-c show views from each crystallographic axis. FIG. 5 shows the coordination structure around the transition metal ion of the porous polymer metal complex of the present invention (corresponding to the circled portion in FIG. 4). The transition metal ion consists of 2 N atoms of bipyridyl-type second ligand and 1 bidentate and 2 bidentate of isophthalic acid carboxylic acid of the first ligand for a total of 4 In response to the coordination of individual oxygen, it is in a six-coordinate state.

図6aから分かるように、遷移金属イオンはイソフタル酸型第一配位子で架橋された長四角格子から形成される面状構造を有している。さらにこれが、図6bに示されるようにビピリジル型の第二配位子で架橋されることで、三次元ネットワーク構造を有している。ハロゲン原子は、図6cに示すように、多孔性高分子金属錯体全体に分散するように配置されている。   As can be seen from FIG. 6a, the transition metal ion has a planar structure formed from a long square lattice crosslinked with an isophthalic acid type first ligand. Furthermore, this is bridge | crosslinked by the bipyridyl-type 2nd ligand as FIG. 6 b shows, and it has a three-dimensional network structure. As shown in FIG. 6c, the halogen atoms are arranged so as to be dispersed throughout the porous polymer metal complex.

上記の二つの態様の本願発明の多孔性高分子金属錯体は、一方は2次元構造、もう一方は3次元構造とネットワーク構造の次元性に差異はあるが、いずれもハロゲン原子を含有するイソフタル酸型の第一配位子により架橋された基本単位がさらにビピリジル型の第二配位子で架橋され、ハロゲン原子が構造全体に分散するように存在している事が特徴である。遷移金属イオンに対して、酸性配位子と塩基性配位子の両方が配位することで、独特の遷移金属イオンの電子状況になり、その周囲にハロゲン原子が存在している事が本発明の化合物の特徴の一つである。   The porous polymer metal complex of the present invention of the two embodiments described above has isophthalic acid containing a halogen atom, one having a two-dimensional structure and the other having a difference in the three-dimensional structure and the network structure. The basic unit crosslinked by the first type ligand is further crosslinked by the bipyridyl type second ligand, and the halogen atoms are present so as to be dispersed throughout the structure. Coordination of both acidic and basic ligands to the transition metal ion results in a unique electronic state of the transition metal ion, with the presence of a halogen atom around it. One of the characteristics of the compound of the invention.

本発明の化合物は、遷移金属イオンと、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸型の第一配位子と、配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子とから形成されている。ここで重要なのはネットワークのトポロジーであり、個々の結合角は、多孔性高分子金属錯体化合物が柔軟性を有するが故に、必ずしも常に図1〜6と同一の結合角を有するとは限らない。合成溶媒や乾燥条件などにより、ネットワーク構造のゆがみ、ねじれ等により、同一トポロジーであっても個々の構造単位の結合角、結合距離が異なる物が生じうるが、これらも同一の機能を有する同一の多孔性高分子金属錯体化合物と見なされる。   The compound of the present invention is a bipyridyl type having a transition metal ion, an isophthalic acid type first ligand having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position, and a coordination point at both ends of the molecule. And a second ligand. What is important here is the topology of the network, and the individual bond angles do not always have the same bond angles as in FIGS. 1 to 6 because the porous polymer metal complex compound has flexibility. Depending on the synthesis solvent, drying conditions, etc., network structures may be distorted, twisted, etc., even if they have the same topology, different structural units may have different bond angles and bond distances. It is regarded as a porous polymer metal complex compound.

本発明の多孔性高分子金属錯体は多孔体であるため、水やアルコールやエーテルなどの有機分子に触れると孔内に水や有機溶媒を含有し、たとえば式(2)であるような複合錯体に変化する場合がある。
[AXY]n(G)m (2)
式中、Aは遷移金属イオンを表す。Xは5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンである第一配位子を表す。Yは配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子を表す。nは、AXYから成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、n高分子性を示す重合度であり、大きさは特に限定されないが少なくとも100である。Gは孔内に吸着された水やアルコールやエーテルなどの有機分子で、mは任意の数である。
Since the porous polymer metal complex of the present invention is a porous body, when it comes into contact with an organic molecule such as water, alcohol or ether, it contains water or an organic solvent in the pore. For example, a complex complex represented by the formula (2) May change.
[AXY] n (G) m (2)
In the formula, A represents a transition metal ion. X represents a first ligand which is an isophthalate ion having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position. Y represents a bipyridyl-type second ligand having coordination points at both ends of the molecule. n represents the property that a large number of structural units composed of AXY are gathered, and is a degree of polymerization showing n polymer properties, and the size is not particularly limited but is at least 100. G is an organic molecule such as water, alcohol or ether adsorbed in the pore, and m is an arbitrary number.

しかしこれらの複合錯体中の水やアルコール、エーテルなどの有機分子は、多孔性高分子金属錯体に弱く結合しているだけであり、ガス吸着材として利用する際の減圧乾燥などの前処理によって除かれ、元の式(1)で表される多孔性高分子金属錯体に戻る。そのため、式(2)で表されるような錯体であっても、本質的には本発明の多孔性高分子金属錯体と同一物と見なすことができる。   However, organic molecules such as water, alcohol, and ether in these complex complexes are only weakly bonded to the porous polymer metal complex, and are removed by pretreatment such as vacuum drying when used as a gas adsorbent. Returning to the original porous polymer metal complex represented by the formula (1). Therefore, even a complex represented by the formula (2) can be regarded as essentially the same as the porous polymer metal complex of the present invention.

また本発明の多孔性高分子金属錯体中の遷移金属イオンは、溶媒等の配位を受けることが可能であり、たとえば式(3)であるような複合錯体に変化する場合がある。
[AXYQzn (3)
式中、Aは遷移金属イオンを表す。Xは5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンである第一配位子を表す。Yは配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子を表す。nは、AXYQから成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは高分子性を示す重合度であり、大きさは特に限定されないが少なくとも100である。Qは遷移金属イオンに配位する分子等を表し、zは1または2である。
Moreover, the transition metal ion in the porous polymer metal complex of the present invention can be coordinated with a solvent or the like, and may be changed into a complex complex represented by, for example, formula (3).
[AXYQ z ] n (3)
In the formula, A represents a transition metal ion. X represents a first ligand which is an isophthalate ion having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position. Y represents a bipyridyl-type second ligand having coordination points at both ends of the molecule. n represents the property that a large number of structural units composed of AXYQ are assembled, and n is a degree of polymerization exhibiting high molecular weight, and the size is not particularly limited but is at least 100. Q represents a molecule or the like coordinated to the transition metal ion, and z is 1 or 2.

しかしこれらの複合錯体中のQは、遷移金属イオンに弱く結合しているだけであり、ガス吸着材として利用する際の減圧乾燥などの前処理によって除かれ、元の式(1)で表される本発明の多孔性高分子金属錯体に戻る。そのため、式(3)で表されるような錯体であっても、本質的には本発明の多孔性高分子金属錯体と同一物と見なすことができる。   However, Q in these complex complexes is only weakly bonded to the transition metal ion, and is removed by pretreatment such as drying under reduced pressure when used as a gas adsorbent, and is represented by the original formula (1). Returning to the porous polymer metal complex of the present invention. Therefore, even a complex represented by the formula (3) can be regarded as essentially the same as the porous polymer metal complex of the present invention.

本発明の式(1)で表される多孔性高分子金属錯体化合物は、遷移金属塩、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸を溶媒に溶かして溶液状態で混合することで製造できる。遷移金属塩を溶かす溶媒としては、水やアルコールなどのプロトン系溶媒を利用すると良好な結果が得られる。水やアルコールなどのプロトン系溶媒は遷移金属塩をよく溶解し、さらに遷移金属イオンや対イオンに配位結合や水素結合することで遷移金属塩を安定化し、配位子と成る化合物(以下、単に「配位子化合物」という)との急速な反応を抑制することで、副反応を抑制する。溶媒となるアルコールの例としてはメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノールなどの脂肪族系1価アルコール及びエチレングリコールなどの脂肪族系2価アルコール類を例示できる。安価でかつニッケル塩の溶解性が高いという点でメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコールが好ましい。またこれらのアルコールは単独で用いてもよいし、複数を混合使用してもよい。   The porous polymer metal complex compound represented by the formula (1) of the present invention is obtained by dissolving a transition metal salt, isophthalic acid having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position and mixing in a solution state. Can be manufactured. As a solvent for dissolving the transition metal salt, good results can be obtained by using a proton solvent such as water or alcohol. Protonic solvents such as water and alcohol dissolve the transition metal salt well, and further stabilize the transition metal salt by coordinating or hydrogen bonding to the transition metal ion or counter ion. The side reaction is suppressed by suppressing the rapid reaction with the “ligand compound”. Examples of alcohols that serve as solvents include aliphatic monohydric alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, and 2-butanol, and aliphatic dihydric alcohols such as ethylene glycol. . Methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and ethylene glycol are preferable because they are inexpensive and have high solubility of nickel salts. These alcohols may be used alone or in combination.

溶媒として前記のアルコール類とアルコール以外の有機溶媒や水を混合して使用することも好ましい。混合比率は1:100〜100:1(体積比)で任意である。アルコール類の混合比率を30%以上にすることが、遷移金属塩および配位子化合物の溶解性を向上させる観点から好ましい。   As the solvent, it is also preferable to use a mixture of the above alcohols and an organic solvent other than alcohol or water. The mixing ratio is arbitrary from 1: 100 to 100: 1 (volume ratio). The mixing ratio of alcohols is preferably 30% or more from the viewpoint of improving the solubility of the transition metal salt and the ligand compound.

用いる有機溶媒としては、極性の高い溶媒が溶解性に優れるという点で好ましく、具体的にはテトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジオキサン、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミドなどのジアルキルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジエチルアセトアミドなどのジアルキルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。   As the organic solvent to be used, a highly polar solvent is preferable in terms of excellent solubility. Specifically, dialkylformamide such as tetrahydrofuran, acetonitrile, dioxane, acetone, dimethylformamide, and diethylformamide, and dialkyl such as dimethylacetamide and diethylacetamide are used. Examples include acetamide and dimethyl sulfoxide.

本発明の多孔性高分子金属錯体を形成する遷移金属イオンの原料としては、2価の遷移金属塩を用いることができる。2価の遷移金属塩の好ましい例としては、コバルト塩、ニッケル塩、亜鉛塩、銅塩が挙げられる。   A divalent transition metal salt can be used as a raw material of the transition metal ion forming the porous polymer metal complex of the present invention. Preferable examples of the divalent transition metal salt include a cobalt salt, a nickel salt, a zinc salt, and a copper salt.

本発明の多孔性高分子金属錯体の製造に使用する亜鉛塩としては、2価の亜鉛イオンを含有している塩類であればよく、溶媒への溶解性が高いという点で、硝酸亜鉛、酢酸亜鉛、硫酸亜鉛、ぎ酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛が好ましく、反応性が高いという点で、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛が特に好ましい。   The zinc salt used in the production of the porous polymer metal complex of the present invention may be a salt containing a divalent zinc ion, and zinc nitrate and acetic acid are highly soluble in a solvent. Zinc, zinc sulfate, zinc formate, zinc chloride, and zinc bromide are preferable, and zinc nitrate and zinc sulfate are particularly preferable because of high reactivity.

本発明の多孔性高分子金属錯体の製造に使用する銅塩、ニッケル塩、コバルト塩などのその他の2価の遷移金属塩も、2価の遷移金属イオンを含有している塩類であればよく、溶媒への溶解性が高いという点で、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、ぎ酸塩、塩化塩、臭化塩が好ましく、配位子化合物との反応性が高いという点で、硝酸塩、硫酸塩が特に好ましい。   Other divalent transition metal salts such as copper salts, nickel salts and cobalt salts used in the production of the porous polymer metal complex of the present invention may be salts containing divalent transition metal ions. Nitrate, acetate, sulfate, formate, chloride and bromide are preferred because of high solubility in solvents, and nitrate and sulfate are preferred because of high reactivity with ligand compounds. A salt is particularly preferred.

以下、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンを説明する。
本明細書で、含ハロゲン官能基とは、Hがふっ素以外のハロゲンで置換された直鎖または分岐鎖のアルキル基およびアルコキシ基を意味する。これらの官能基の炭素数は、1〜10個が、ハロゲン元素が構造中に分散した構造が出来やすいという点で好ましく、ガス吸着性が優れるという点で1〜8個が特に好ましい。
Hereinafter, an isophthalate ion having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position will be described.
In the present specification, the halogen-containing functional group means a linear or branched alkyl group or alkoxy group in which H is substituted with a halogen other than fluorine. These functional groups preferably have 1 to 10 carbon atoms in that a structure in which a halogen element is dispersed in the structure is easy to form, and particularly preferably 1 to 8 in terms of excellent gas adsorbability.

ふっ素以外のハロゲンの種類としては、塩素、臭素、よう素が上げられ、ハロゲン元素が構造中に分散した構造が出来やすいという点で、臭素、よう素が好ましく、ガス選択性が高いという点でよう素が特に好ましい。   As halogen types other than fluorine, chlorine, bromine, and iodine can be raised, and bromine and iodine are preferable in that a halogen element is easily dispersed in the structure, and gas selectivity is high. Iodine is particularly preferred.

ハロゲン原子の置換個数としては、すべての炭素上のHがハロゲンで置換されたパーハロゲンアルキルまたはパーハロゲンアルコキシ基や、炭素上のHがハロゲンで1個だけ置換されたモノハロゲンアルキル基またはモノハロゲンアルコキシ基が例示出来る。モノハロゲンアルキルまたはモノハロゲンアルコキシ基の場合は、アルキル基またはアルコキシ基の柔軟性を確保する意味で、末端にハロゲンが置換したモノハロゲンアルキル基またはモノハロゲンアルコキシ基が特に好ましい。   The number of halogen atoms substituted may be a perhalogenalkyl or perhalogenalkoxy group in which H on all carbons is substituted with halogen, or a monohalogenalkyl group or monohalogen in which only one H on carbon is substituted with halogen. An alkoxy group can be illustrated. In the case of a monohalogenalkyl or monohalogenalkoxy group, a monohalogenalkyl group or monohalogenalkoxy group in which a halogen is substituted at the terminal is particularly preferred in order to ensure flexibility of the alkyl group or alkoxy group.

ベンゼン環の5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸配位子少なくとも1種とビピリジル型の第二配位子とを含有する多孔性高分子金属錯体では、原料として複数種のイソフタル酸を混合使用して、それら複数種のイソフタル酸類を含有する多孔性高分子金属錯体である、いわゆる固溶体型の多孔性高分子金属錯体を形成することが可能であることが確認されている。この際、混合して使用する複数種のイソフタル酸類の少なくとも1種類は、ふっ素以外の含ハロゲン官能基を5位に有するイソフタル酸類である必要があり、これの含有率は全イソフタル酸イオン量に対して5モル%〜95モル%、好ましくは20%〜80モル%である。   In a porous polymer metal complex containing at least one isophthalic acid ligand having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position of the benzene ring and a bipyridyl type second ligand, a plurality of types of isophthalates are used as raw materials. It has been confirmed that it is possible to form a so-called solid solution type porous polymer metal complex, which is a porous polymer metal complex containing a plurality of types of isophthalic acids, by mixing acids. At this time, at least one of the plural types of isophthalic acids to be used in combination must be isophthalic acids having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position, and the content of this is the total amount of isophthalic acid ions. It is 5 mol%-95 mol% with respect to it, Preferably it is 20%-80 mol%.

この固溶体型の多孔性高分子金属錯体は、下記式(4)で表され、かつ図4〜6で示される化合物である。
[AXY]n (4)
式中、Aは遷移金属イオンを表す、Xは5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンを少なくとも1種含む複数種のイソフタル酸イオンある第一配位子を表す。Yは配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子を表す。nは、AXYから成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、n高分子性を示す重合度であり、大きさは特に限定されないが、少なくとも100である。
This solid solution type porous polymer metal complex is a compound represented by the following formula (4) and shown in FIGS.
[AXY] n (4)
In the formula, A represents a transition metal ion, and X represents a first ligand having a plurality of types of isophthalate ions including at least one isophthalate ion having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position. Y represents a bipyridyl-type second ligand having coordination points at both ends of the molecule. n represents the property that a large number of structural units composed of AXY are gathered, and is a polymerization degree exhibiting n polymer properties, and the size is not particularly limited, but is at least 100.

遷移金属イオンと、配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子と、イソフタル酸イオン又は5位に置換基を有するイソフタル酸イオンを含むイソフタル酸第一配位子2種類以上を組み合わせると、図4〜6で示される固溶体型の多孔性高分子金属錯体を形成することを確認している。本発明の固溶体型の多孔性高分子金属錯体は、その固溶体型の多孔性高分子金属錯体においてイソフタル酸イオンおよび5位に置換基を有するイソフタル酸イオンを少なくとも含み、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンを全イソフタル酸イオン量の5モル%以上含むことを特徴とするものである。混合して使用する複数種のイソフタル酸は、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸と別種の5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸同士を含んでもよい。   Isophthalic acid first coordination comprising transition metal ion, bipyridyl-type second ligand having coordination points at both ends of the molecule, and isophthalic acid ion or isophthalic acid ion having a substituent at the 5-position It has been confirmed that when two or more kinds of children are combined, the solid solution type porous polymer metal complex shown in FIGS. The solid solution type porous polymer metal complex of the present invention comprises at least an isophthalate ion and an isophthalate ion having a substituent at the 5-position in the solid solution-type porous polymer metal complex. The isophthalic acid ion having a halogen functional group is contained in an amount of 5 mol% or more of the total amount of isophthalic acid ions. A plurality of types of isophthalic acid used in combination may include isophthalic acid having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position and isophthalic acid having a halogen-containing functional group other than fluorine at another 5-position.

本発明の固溶体型の多孔性高分子金属錯体に用いられるイソフタル酸イオンは、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸以外に、ベンゼン環の5位に置換基を有するイソフタル酸イオンを含むことができる。5位の置換基としては、置換又は非置換のアルキル基、置換又は非置換のアルコキシ基、置換又は非置換のアリール基、アラルキル基、置換又は非置換のアミノ基、ニトロ基、アミド基、ホルミル基、カルボニル基、エステル基、アジド基、カルボキシル基、スルホ基、水酸基などから選ばれる基である。
アルキル基としては、メチル基、エチル基など炭素原子1〜12個のアルキル基、特に1〜6個のアルキル基が好ましい。置換アルキル基の置換基としては、ヒドロキシ基、アミノ基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、炭素原子1〜12個のアルコキシ基、特に1〜6個のアルコキシ基、特にメトキシ基、エトキシ基、ベンジルオキシ基が好ましい。置換アルコキシ基の置換基としては、ヒドロキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基等が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、パラヒドロキシフェニル基が好ましい。置換アリール基としては、パラヒドロキシフェニル基、パラジメチルアミノフェニル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、またはo−、m−、p−のいずれかもしくは複数にメチル基および/またはエチル基が置換されたフェニル基が好ましい。
置換又は非置換のアミノ基は好ましく、具体的には、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基がより好ましい。
The isophthalate ion used in the solid solution type porous polymer metal complex of the present invention is an isophthalate ion having a substituent at the 5-position of the benzene ring in addition to the isophthalic acid having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position. Can be included. Examples of substituents at the 5-position include substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted alkoxy groups, substituted or unsubstituted aryl groups, aralkyl groups, substituted or unsubstituted amino groups, nitro groups, amide groups, and formyl And a group selected from a group, a carbonyl group, an ester group, an azide group, a carboxyl group, a sulfo group, a hydroxyl group and the like.
As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group, particularly an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxy group and an amino group.
As the alkoxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, particularly 1 to 6 alkoxy groups, particularly a methoxy group, an ethoxy group, and a benzyloxy group are preferable. Examples of the substituent for the substituted alkoxy group include a hydroxy group, an amino group, and a dimethylamino group.
As the aryl group, a phenyl group and a parahydroxyphenyl group are preferable. Examples of the substituted aryl group include a parahydroxyphenyl group and a paradimethylaminophenyl group.
As the aralkyl group, a benzyl group or a phenyl group in which one or more of o-, m-, and p- are substituted with a methyl group and / or an ethyl group is preferable.
A substituted or unsubstituted amino group is preferable, and specifically, an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, an ethylamino group, a diethylamino group, a phenylamino group, and a diphenylamino group are more preferable.

5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオン、イソフタル酸イオン、5位にアミノ基、アルキル基、アルコキシ基を有するイソフタル酸イオンの組み合わせが、好ましい。   A combination of an isophthalic acid ion having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position, an isophthalic acid ion, and an isophthalic acid ion having an amino group, an alkyl group, or an alkoxy group at the 5-position is preferable.

この固溶体型の多孔性高分子金属錯体の場合、Xは、2種類以上のイソフタル酸イオン配位子と成るが、たとえば、3種類や、4種類と成ることが可能である。上限はないが、一般的には、多数の異なる種類のイソフタル酸イオンの官能基の相互作用により吸着特性が低下する事を防ぐ意味で、イソフタル酸イオンは4種類までが好ましい。   In the case of this solid solution type porous polymer metal complex, X is two or more kinds of isophthalate ion ligands, and can be, for example, three kinds or four kinds. Although there is no upper limit, in general, up to 4 isophthalate ions are preferable in order to prevent the adsorption characteristics from being lowered by the interaction of functional groups of many different types of isophthalate ions.

次に、本発明の多孔性高分子金属錯体を形成する第二配位子に関して説明する。第二配位子は、線状の分子であって、その両端に配位点となる窒素原子を有している2座配位子である。   Next, the second ligand that forms the porous polymer metal complex of the present invention will be described. A 2nd ligand is a linear molecule | numerator, Comprising: It is a bidentate ligand which has the nitrogen atom used as a coordination point in the both ends.

本発明で好ましく用いることができる第二配位子は、ピラジン、ビピリジン、4−ピリジル基を分子両末端に有するビピリジン類縁体である。   The second ligand that can be preferably used in the present invention is a pyrazine, bipyridine, or a bipyridine analog having a 4-pyridyl group at both ends of the molecule.

ビピリジンには、4,4’−ビピリジン、3,4’−ビピリジン、3,3’−ビピリジンなどのビピリジン異性体が好ましい。   The bipyridine is preferably a bipyridine isomer such as 4,4'-bipyridine, 3,4'-bipyridine, or 3,3'-bipyridine.

本発明において好ましく用いることができる4−ピリジル基を分子両末端に有するビピリジン類縁体としては下記一般式で表される化合物を挙げることができる。   Examples of the bipyridine analog having a 4-pyridyl group at both ends of the molecule that can be preferably used in the present invention include compounds represented by the following general formula.

式中、Rは、C1〜C4アルキル基、C2〜C4アルキレン基、C2〜C4アルキニレン基、アミド結合、エーテル結合、エステル結合、又はジアゾ結合、 In the formula, R is a C1-C4 alkyl group, a C2-C4 alkylene group, a C2-C4 alkynylene group, an amide bond, an ether bond, an ester bond, or a diazo bond,

を表す。Xは、−S−、−O−または−NH−を表す。Yは、アリーレン基を表す。 Represents. X represents -S-, -O-, or -NH-. Y represents an arylene group.

本発明で用いる第二配位子は、好ましくは、用いる化合物の安定性から、ピラジン、ビピリジン、又は上記化学式でRが、ジアゼン−1,2−ジイル基、エチレン基、ビニレン基、エチニレン基、チオフェン−2,5−ジイル基、9H−フルオレン−2,7−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイ基、ビフェニル−1,4−ジイル基、フェニレン基(さらに好ましくはp−フェニレン基)、1,2,4,5−テトラジン−1,4−ジイル基、若しくは4,4’−ビフェニレン基であるビピリジン類縁の化合物である。   The second ligand used in the present invention is preferably pyrazine, bipyridine, or R in the above chemical formula, a diazene-1,2-diyl group, an ethylene group, a vinylene group, an ethynylene group, because of the stability of the compound used. Thiophene-2,5-diyl group, 9H-fluorene-2,7-diyl group, naphthalene-1,4-dii group, biphenyl-1,4-diyl group, phenylene group (more preferably p-phenylene group), It is a bipyridine-related compound which is a 1,2,4,5-tetrazine-1,4-diyl group or a 4,4′-biphenylene group.

具体的には、本願発明で使用される第二配位子は、ピラジン、芳香環を二個含む4,4’−ビピリジン、3,4’−ビピリジン、3,3’−ビピリジン、(E)−4,4’−(エチレン−1,2−ジイル)ビピリジン、4,4’−(ジアゼン−1,2−ジイル)ビビピリジン、N−(ピリジン−4−イル)イソニコチンアミド、(E)−4,4’−(エテン−1,2−ジイル)ビピリジン、4,4’−(エチン−1,2−ジイル)ビピリジンなど、芳香環を3個以上含む4,4’−(1,4−フェニレン)ビピリジン、3,6−ビ(ピリジン−4−イル)−1,2,4,5−テトラジン、3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン、4,4’−(ナフタレン−1,4−ジイルビス(エチン−2,1−ジイル)ビピリジン、4,4’−(9H−フルオレン−2,7−ジイル)ビス(エチン−2,1−ジイル)ビピリジンなどが挙げられる。これらの内、ピラジン、4,4’−ビピリジル、4,4’−(1,4−フェニレン)ビピリジン、(E)−4,4’−(エチン−1,2−ジイル)ビピリジン、3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼンが、好ましい。   Specifically, the second ligand used in the present invention is pyrazine, 4,4′-bipyridine, 3,4′-bipyridine, 3,3′-bipyridine containing two aromatic rings, (E) -4,4 '-(ethylene-1,2-diyl) bipyridine, 4,4'-(diazene-1,2-diyl) bibipyridine, N- (pyridin-4-yl) isonicotinamide, (E)- 4,4 ′-(1,4-) containing three or more aromatic rings, such as 4,4 ′-(ethene-1,2-diyl) bipyridine, 4,4 ′-(ethyne-1,2-diyl) bipyridine Phenylene) bipyridine, 3,6-bi (pyridin-4-yl) -1,2,4,5-tetrazine, 3,6-di (4-pyridyl) -1,2,4,5-tetrazine, 1, 4-bis (4-pyridyl) benzene, 4,4 ′-(naphthalene-1,4-diylbis ( Chin-2,1-diyl) bipyridine, 4,4 ′-(9H-fluorene-2,7-diyl) bis (ethyne-2,1-diyl) bipyridine, etc. Among these, pyrazine, 4, 4'-bipyridyl, 4,4 '-(1,4-phenylene) bipyridine, (E) -4,4'-(ethyne-1,2-diyl) bipyridine, 3,6-di (4-pyridyl)- 1,2,4,5-tetrazine and 1,4-bis (4-pyridyl) benzene are preferred.

第二配位子はその芳香環に置換基を有していてもよい。置換基の種類としては、メチルなどのアルキル基、ヒドロキシメチル基などの極性官能基を有するアルキル基、ジメチルアミノ基などのアミノ基類が好ましく、置換基を有する場合は、個数は1〜4個である。   The second ligand may have a substituent on the aromatic ring. As the kind of the substituent, an alkyl group such as methyl, an alkyl group having a polar functional group such as hydroxymethyl group, or an amino group such as dimethylamino group is preferable. It is.

本発明の多孔性高分子金属錯体の製造方法では、反応促進剤として塩基を添加することも可能である。塩基としては、たとえば無機塩基として水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが例示できる。有機塩基としては、トリエチルアミン、ジエチルイソプロピルアミン、ピリジン、2,6−ルチジンなどが例示出来る。反応加速性が高いという点で、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、およびピリジンが好ましい。反応促進剤の添加量としては、反応に使用するイソフタル酸の総モル量に対し、反応の加速効果が顕著であるという点で、好ましくは0.1〜6.0モル、副反応が少ないという点で、さらに好ましくは0.5〜4.0モルである。   In the method for producing a porous polymer metal complex of the present invention, a base can be added as a reaction accelerator. Examples of the base include, for example, lithium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like as inorganic bases. Examples of the organic base include triethylamine, diethylisopropylamine, pyridine, 2,6-lutidine and the like. Lithium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydroxide, and pyridine are preferred because of their high reaction acceleration. The addition amount of the reaction accelerator is preferably 0.1 to 6.0 mol, and the side reaction is small in that the acceleration effect of the reaction is remarkable with respect to the total molar amount of isophthalic acid used in the reaction. More preferably, it is 0.5-4.0 mol.

遷移金属塩の溶液と配位子化合物とを反応させるに当たり、遷移金属塩および配位子化合物を容器に装填した後、溶媒を添加する方法以外に、遷移金属塩、配位子化合物をそれぞれ別個に溶液として調製した後、これらの溶液を混合してもよい。溶液の混合方法は、遷移金属塩溶液に配位子化合物溶液を添加してもよく、その逆でもよい。また、混合法としては、必ずしも溶液同士で混合する必要はなく、例えば、遷移金属塩溶液に固体の配位子化合物を投入し、同時に溶媒を入れる方法や、反応容器に遷移金属塩を装填した後に、配位子化合物の固体または溶液を注入し、さらに遷移金属塩を溶解させるための溶媒を注入するなど、最終的に反応が実質的に溶媒中で起こる方法であれば、種々の方法が可能である。ただし、遷移金属塩の溶液と配位子化合物の溶液を滴下混合する方法が、工業的には最も操作が簡便であり、好ましい。   In the reaction of the transition metal salt solution with the ligand compound, the transition metal salt and the ligand compound are separately added in addition to the method of adding the solvent after the transition metal salt and the ligand compound are loaded into the container. These solutions may be mixed after preparing as a solution. The solution may be mixed by adding the ligand compound solution to the transition metal salt solution or vice versa. In addition, as a mixing method, it is not always necessary to mix the solutions, for example, a method in which a solid ligand compound is added to a transition metal salt solution and a solvent is simultaneously added, or a transition metal salt is charged in a reaction vessel. Various methods can be used as long as the reaction finally occurs substantially in the solvent, such as injecting a solid or solution of the ligand compound and then injecting a solvent for dissolving the transition metal salt. Is possible. However, the method of dropping and mixing the transition metal salt solution and the ligand compound solution is industrially the most convenient and preferable.

混合する溶液の濃度は、遷移金属塩溶液は40mmol/L〜4mol/L、好ましくは80mmol/L〜2mol/Lである。配位子化合物の有機溶媒溶液は40mmol/L〜3mol/L、好ましくは80mmol/L〜1.8mol/Lである。上記下限値より低い濃度で反応を行っても目的物は得られるが、製造効率が低下するため好ましくない。また、上限値より高い濃度では、吸着能が低下するため好ましくない。   The concentration of the solution to be mixed is 40 mmol / L to 4 mol / L, preferably 80 mmol / L to 2 mol / L for the transition metal salt solution. The organic solvent solution of the ligand compound is 40 mmol / L to 3 mol / L, preferably 80 mmol / L to 1.8 mol / L. Even if the reaction is carried out at a concentration lower than the lower limit, the target product can be obtained, but this is not preferable because the production efficiency is lowered. A concentration higher than the upper limit is not preferable because the adsorptivity decreases.

反応温度は−20〜180℃、好ましくは25〜140℃である。−20℃未満の低温で行うと、原料の溶解度が下がるため好ましくない。オートクレーブなどを用いて、180℃より高温で反応を行うことも可能であるが、加熱などのエネルギーコストの割には、収率は向上しないため実質的な意味はない。   The reaction temperature is -20 to 180 ° C, preferably 25 to 140 ° C. If carried out at a low temperature of less than -20 ° C, the solubility of the raw material is lowered, which is not preferable. Although it is possible to carry out the reaction at a temperature higher than 180 ° C. using an autoclave or the like, there is no substantial meaning because the yield is not improved for the energy cost such as heating.

本発明の反応で用いられる遷移金属塩と有機配位子化合物の混合比率は、3:1〜1:5のモル比、好ましくは1.5:1〜1:3のモル比の範囲内である。3:1〜1:5のモル比以外の範囲では、目的物の収率が低下し、また、未反応の原料が残留して、目的物の取り出しが困難となる。   The mixing ratio of the transition metal salt and the organic ligand compound used in the reaction of the present invention is within a range of 3: 1 to 1: 5, preferably 1.5: 1 to 1: 3. is there. In a range other than the molar ratio of 3: 1 to 1: 5, the yield of the target product decreases, and unreacted raw materials remain, making it difficult to take out the target product.

遷移金属塩と有機配位子化合物との反応では、反応系中に、微量のハロゲン塩類を共存させることが重要である。ハロゲン元素の種類としては塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、微量で有効という点で塩素、臭素が好ましい。ハロゲンイオンの対イオンとしては、ナトリウム、カリウム、ルビジウム等が好ましいが、微量で有効という点でナトリウム、カリウムが好ましい。ハロゲン塩類添加量は、配位子化合物に対して、0.0001モル%〜0.01モル%、収率が向上する観点から、0.0005モル%〜0.005モル%が好ましい。このような、微量のハロゲン塩類の共存は、配位子化合物として5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸配位子化合物を用いた場合、ふっ素以外の含ハロゲン官能基を有さないイソフタル酸配位子化合物を使用した場合に生じやすい収率低下を防止する効果を有している。この微量のハロゲン塩類添加の効果は、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸配位子化合物を反応に用いた場合、遷移金属イオンと5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸配位子のハロゲン原子とが相互作用して、クラスターを作るため、反応が阻害されるが、微量のハロゲン塩類が存在すると、これが遷移金属イオンと5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸配位子との相互作用を抑制して、反応を促進させると推定される。ただし、本発明の範囲がこの推定に限定されるものではない。   In the reaction between the transition metal salt and the organic ligand compound, it is important that a trace amount of halogen salt is allowed to coexist in the reaction system. As the kind of halogen element, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are preferable because they are effective in a small amount. As the counter ion of the halogen ion, sodium, potassium, rubidium and the like are preferable, but sodium and potassium are preferable because they are effective in a small amount. The added amount of the halogen salt is preferably 0.0001 mol% to 0.01 mol% and 0.0005 mol% to 0.005 mol% from the viewpoint of improving the yield with respect to the ligand compound. The coexistence of such a trace amount of halogen salts has a halogen-containing functional group other than fluorine when an isophthalic acid ligand compound having a halogen-containing functional group other than fluorine is used as the ligand compound at the 5-position. This has the effect of preventing the yield reduction that is likely to occur when no isophthalic acid ligand compound is used. The effect of adding a trace amount of halogen salts is that when an isophthalic acid ligand compound having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position is used in the reaction, a transition metal ion and a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position are added. Interaction with the halogen atom of the isophthalic acid ligand possessed creates a cluster, thereby inhibiting the reaction. However, when a small amount of halogen salt is present, this is a transition metal ion and a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position. It is presumed that the reaction is promoted by suppressing the interaction with the isophthalic acid ligand having a group. However, the scope of the present invention is not limited to this estimation.

遷移金属塩と有機配位子化合物との反応は、通常のガラスライニングのSUS製の反応容器および機械式攪拌機を使用して行うことができる。反応終了後は濾過、乾燥を行うことで目的物質と原料との分離を行い、純度の高い目的物質を製造することが可能である。   The reaction between the transition metal salt and the organic ligand compound can be carried out using an ordinary glass-lined SUS reaction vessel and a mechanical stirrer. After completion of the reaction, the target substance and the raw material can be separated by filtration and drying to produce a target substance with high purity.

モノハロゲン化アルキルオキシの置換基を有する配位子は、α‐ブロモ‐ω‐クロロアルカンとフェノールとの縮合で、クロロ置換体が得られる。臭素置換体、よう素置換体は、それぞれ、臭化ナトリウム、よう化ナトリウム等と反応させることで目的とする配位子を得ることが出来る。パーハロゲンアルキル、パーハロゲンアルコキシを有する配位子は、N−ブロモスクシンイミド等のハロゲン化剤を作用することで得ることが可能である。   A ligand having a monohalogenated alkyloxy substituent can be obtained by condensation of α-bromo-ω-chloroalkane with phenol to give a chloro-substituted product. The bromine-substituted product and iodine-substituted product can be reacted with sodium bromide, sodium iodide and the like to obtain the target ligand. A ligand having perhalogenalkyl or perhalogenalkoxy can be obtained by acting a halogenating agent such as N-bromosuccinimide.

上記の反応により得られた多孔性高分子金属錯体が目的の構造を有しているかどうかは、単結晶X線結晶解析により得られた反射を解析することで確認することが出来る。また粉末X線解析の反射パターンによっても確認出来る。
上記の反応により得られた多孔性高分子金属錯体が多孔質であるかどうかは、熱重量分析(Thermogravimetric Analysis:TG)により確認することが可能である。たとえば、窒素雰囲気下(流量=50mL/分)で、昇温速度=5℃/分の測定で、温度範囲室温〜200℃までの重量減が3〜50%であるかどうかで確認出来る。上記の反応により得られた多孔性高分子金属錯体のガス吸着能は、市販のガス吸着装置を用いて測定が可能である。
Whether or not the porous polymer metal complex obtained by the above reaction has the target structure can be confirmed by analyzing the reflection obtained by single crystal X-ray crystal analysis. It can also be confirmed by the reflection pattern of powder X-ray analysis.
Whether or not the porous polymer metal complex obtained by the above reaction is porous can be confirmed by thermogravimetric analysis (TG). For example, in a nitrogen atmosphere (flow rate = 50 mL / min), it can be confirmed whether the weight loss from the temperature range of room temperature to 200 ° C. is 3 to 50% by measuring the heating rate = 5 ° C./min. The gas adsorption ability of the porous polymer metal complex obtained by the above reaction can be measured using a commercially available gas adsorption apparatus.

[多孔性高分子金属錯体を含む吸着材の複合化]
本発明の多孔性高分子金属錯体を含むガス吸着材(以下、単に「吸着材(A)」という)は単独で吸着材として使用してもよいし、他の吸着材と複合化して使用してもよい。複合化して使用する場合には、他の吸着材として、吸着等温線と脱着等温線とが一致する挙動を示す吸着材(B)と併用することで非常に優れた吸着特性を有するガス吸着材とすることができる。
[Combination of adsorbent containing porous polymer metal complex]
The gas adsorbent containing the porous polymer metal complex of the present invention (hereinafter simply referred to as “adsorbent (A)”) may be used alone as an adsorbent, or may be used in combination with other adsorbents. May be. When used in combination, as another adsorbent, a gas adsorbent having very excellent adsorption characteristics when used in combination with an adsorbent (B) that exhibits a behavior in which the adsorption isotherm coincides with the desorption isotherm. It can be.

ここで吸着材(B)とは、ガスに関する吸着等温線と脱着等温線とが一致する挙動を示す材料である。即ち、図7に示すように、吸着時のガス圧力−ガス吸着量曲線と、脱着時のガス圧力−ガス吸着量曲線とが実質的に一致する材料である。吸着材(B)は、かような特性を有する材料であれば特に限定されず、物理的吸着材、化学的吸着材、およびこれらが組み合わされてなる物理化学的吸着材を吸着材(B)として用いることができる。   Here, the adsorbent (B) is a material that exhibits a behavior in which an adsorption isotherm and a desorption isotherm relating to gas coincide with each other. That is, as shown in FIG. 7, the gas pressure-gas adsorption amount curve at the time of adsorption is substantially the same as the gas pressure-gas adsorption amount curve at the time of desorption. The adsorbent (B) is not particularly limited as long as it is a material having such characteristics, and a physical adsorbent, a chemical adsorbent, and a physicochemical adsorbent formed by combining these adsorbents (B) are used. Can be used as

物理的吸着材とは、分子と分子との相互作用のような弱い力を用いて、被吸着分子を吸着する吸着材をいう。物理的吸着材としては、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、クレー、超吸着性繊維、金属錯体が挙げられる。化学的吸着材とは、化学的な強固な結合によって、被吸着分子を吸着する吸着材をいう。化学的吸着材としては、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、過マンガン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、燐酸ナトリウム、活性化された金属が挙げられる。物理化学的吸着材とは、物理的吸着材および化学的吸着材の双方の吸着機構を備える吸着材をいう。これらの2種以上を組み合わせて、吸着材(B)として用いてもよい。ただし、本発明の技術的範囲がこれらの具体例に限定されるものではない。吸着材(B)の形状は特に限定されないが、一般的には、平均粒径500〜5000μmの粉末状のものを用いることができる。   A physical adsorbent refers to an adsorbent that adsorbs molecules to be adsorbed using weak force such as interaction between molecules. Examples of the physical adsorbent include activated carbon, silica gel, activated alumina, zeolite, clay, super adsorbent fiber, and metal complex. A chemical adsorbent refers to an adsorbent that adsorbs molecules to be adsorbed by chemical bonds. Examples of the chemical adsorbent include calcium carbonate, calcium sulfate, potassium permanganate, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, and activated metal. The physicochemical adsorbent refers to an adsorbent that has an adsorption mechanism for both the physical adsorbent and the chemical adsorbent. Two or more of these may be combined and used as the adsorbent (B). However, the technical scope of the present invention is not limited to these specific examples. The shape of the adsorbent (B) is not particularly limited, but generally a powdery material having an average particle size of 500 to 5000 μm can be used.

吸着材(B)としては、製造コストやガス吸着性能を考慮すると活性炭が好ましい。活性炭は比較的安価である上、質量当たりのガス吸着量が多い。また、活性炭はガスの吸脱着に関するサイクル特性が悪く、吸脱着を繰り返すとガス吸着量が著しく減少する傾向がある。このため、従来においては、質量当たりのガス吸着量が多いにも拘わらず、ガス貯蔵装置やガス分離装置に用いることは困難であった。この点、本発明の吸着材(A)の複合化における吸着材(B)として用いた場合においては、活性炭の優れたガス吸着性能を充分に引き出すことができる。また、活性炭は比表面積が大きいほど吸着量が増加する傾向を有するため、活性炭の比表面積は1000m2/g以上であることが好ましい。 As the adsorbent (B), activated carbon is preferable in consideration of production cost and gas adsorption performance. Activated carbon is relatively inexpensive and has a large amount of gas adsorption per mass. In addition, activated carbon has poor cycle characteristics related to gas adsorption and desorption, and when adsorption and desorption is repeated, the amount of gas adsorption tends to be remarkably reduced. For this reason, in the past, it was difficult to use in gas storage devices and gas separation devices despite the large amount of gas adsorption per mass. In this regard, when used as the adsorbent (B) in the composite of the adsorbent (A) of the present invention, the excellent gas adsorption performance of the activated carbon can be sufficiently derived. Moreover, since the activated carbon has a tendency that the amount of adsorption increases as the specific surface area increases, the specific surface area of the activated carbon is preferably 1000 m 2 / g or more.

また、使用する吸着材(B)は、吸着させるガスに応じて適宜構造が制御されることが好ましい。例えば、活性炭に含まれる細孔は、細孔の大きさによって、スーパーミクロポア(〜0.8nm)、ミクロポア(0.8〜2nm)、メソポア(2〜50nm)、マクロポア(50nm〜)に分類できる。細孔の大きさによって吸着しやすいガスが異なり、メタンガスはミクロポアに吸着しやすい。従って、メタンガスを吸着させることを所望する場合には、ミクロポアの割合が大きくなるように活性炭の細孔分布を制御するとよい。   Moreover, it is preferable that the structure of the adsorbent (B) to be used is appropriately controlled according to the gas to be adsorbed. For example, the pores contained in the activated carbon can be classified into super micropores (up to 0.8 nm), micropores (0.8 to 2 nm), mesopores (2 to 50 nm), and macropores (50 nm to) depending on the size of the pores. . Gases that are easily adsorbed differ depending on the size of the pores, and methane gas is easily adsorbed to micropores. Therefore, when it is desired to adsorb methane gas, the pore distribution of the activated carbon may be controlled so that the proportion of micropores is increased.

本発明の吸着材(A)と吸着材(B)とを複合化する場合は、吸着材(A)は、吸着材(B)を被覆するが、クラックや不完全な被覆がなく、吸着材(B)が外気に触れないように、吸着材(A)によって完全に被覆されることが好ましい。しかしながら、吸着材(A)に多少のクラック等が存在していても、吸着材(B)の自由なガス吸着を阻害することができ、吸着材(A)によって被覆されている吸着材(B)がガス吸着に関して、吸着材(A)に類似したガス吸着特性を示すのであれば、本発明の範囲に包含されるものである。好ましくは、吸着材(B)に対して5〜50体積%の吸着材(A)を用いて、吸着材(B)を被覆する。また、吸着材(B)を被覆する吸着材(A)の厚みは吸着材(A)の種類に応じて決定されるが、吸着材(A)が薄すぎると吸着材(B)へのガス吸着特性を充分に制御できない恐れがある。一方、吸着材(A)が厚すぎると、吸着材(B)へのガス吸着が生じにくくなり、全体としてのガス吸着量が減少する恐れがある。これらを考慮すると、吸着材(A)の平均厚みは、10〜100μmであることが好ましい。吸着材(A)の厚みは、吸着材(A)の使用量の調節によって制御できる。なお、吸着材(A)の厚みは電子顕微鏡を用いて撮影された断面写真から算出することができる。   When the adsorbent (A) and adsorbent (B) of the present invention are combined, the adsorbent (A) covers the adsorbent (B), but there is no crack or incomplete coating, and the adsorbent It is preferable that (B) is completely covered with the adsorbent (A) so as not to touch the outside air. However, even if there are some cracks or the like in the adsorbent (A), the adsorbent (B) can inhibit free gas adsorption, and the adsorbent (B) covered with the adsorbent (A). If it shows gas adsorption characteristics similar to those of the adsorbent (A) with regard to gas adsorption, it is included in the scope of the present invention. Preferably, the adsorbent (B) is covered with 5 to 50% by volume of the adsorbent (A) with respect to the adsorbent (B). Further, the thickness of the adsorbent (A) covering the adsorbent (B) is determined according to the type of the adsorbent (A), but if the adsorbent (A) is too thin, the gas to the adsorbent (B) There is a possibility that the adsorption characteristics cannot be controlled sufficiently. On the other hand, if the adsorbent (A) is too thick, gas adsorption to the adsorbent (B) is difficult to occur, and the gas adsorption amount as a whole may be reduced. Considering these, the average thickness of the adsorbent (A) is preferably 10 to 100 μm. The thickness of the adsorbent (A) can be controlled by adjusting the amount of adsorbent (A) used. The thickness of the adsorbent (A) can be calculated from a cross-sectional photograph taken using an electron microscope.

吸着材(A)と吸着材(B)との複合化の方法としては、(1)吸着材(A)が溶解している溶液中に、該溶液に溶解しない吸着材(B)を添加し、その後、吸着材(A)を結晶成長させることによって、吸着材(B)表面に吸着材(A)を付着させる方法、(2)吸着材(A)を含むスラリーを準備し、このスラリーを吸着材(B)表面にコーティングして、乾燥させることによって、吸着材(B)表面に吸着材(A)を付着させる方法、などを用いることができる。   As a method of combining the adsorbent (A) and the adsorbent (B), (1) the adsorbent (B) that does not dissolve in the solution is added to the solution in which the adsorbent (A) is dissolved. Then, a method of adsorbing the adsorbent (A) on the surface of the adsorbent (B) by crystal growth of the adsorbent (A), (2) preparing a slurry containing the adsorbent (A), A method of attaching the adsorbent (A) to the surface of the adsorbent (B) by coating the surface of the adsorbent (B) and drying can be used.

本発明の多孔性高分子金属錯体化合物は、物質が出入りできる多孔性を有しており、また電気的に陽性の陽イオン、陰性のカルボキシル基、さらに分極しているハロゲン置換官能基が存在しているため、各種の触媒反応として利用する事が可能である。多孔性高分子金属錯体の細孔はナノのレベルであり、取り込まれた物質は、細孔壁との衝突確率が非常に高くなるため、上記のような触媒活性部位との反応が効率的に行われるため、触媒として利用が可能である。具体的にはエステル等の合成、あるいは分解触媒、合成ガスからのメタノール合成触媒、アルドール反応を代表とする、ルイス酸、塩基等が触媒する各種反応等に利用可能である。   The porous polymer metal complex compound of the present invention is porous so that a substance can enter and exit, and has an electrically positive cation, a negative carboxyl group, and a polarized halogen-substituted functional group. Therefore, it can be used as various catalytic reactions. Since the pores of the porous polymer metal complex are at the nano level, and the incorporated substance has a very high probability of collision with the pore walls, the reaction with the catalytic active sites as described above is efficient. Since it is performed, it can be used as a catalyst. Specifically, it can be used for synthesis of esters or the like, decomposition catalysts, methanol synthesis catalysts from synthesis gas, various reactions catalyzed by Lewis acids, bases and the like such as aldol reaction.

本発明の多孔性高分子金属錯体化合物は、物質が出入りできる多孔性を有しており、また電気的に陽性の陽イオン、陰性のカルボキシル基、さらに分極しているハロゲン置換官能基が存在しており、また、ナノレベルの細孔を有しているため、種々の物質の存在濃度が低くても効率的にそれらの分子を取り込み、色の変化、導電性の変化、構造の変化等を起こしうるため、一酸化炭素や一酸化窒素等のガスセンサー、芳香族等の有機蒸気センサーとしての利用が可能である。   The porous polymer metal complex compound of the present invention is porous so that a substance can enter and exit, and has an electrically positive cation, a negative carboxyl group, and a polarized halogen-substituted functional group. In addition, because it has nano-level pores, even when the concentration of various substances is low, these molecules can be efficiently incorporated to change color, change conductivity, change structure, etc. Therefore, it can be used as a gas sensor such as carbon monoxide and nitric oxide, or as an organic vapor sensor such as aromatic.

本発明の多孔性高分子金属錯体化合物は、物質が出入りできる多孔性を有している。このため、本細孔内に、イミダゾール等の導電性物質を導入することで、イミダゾール分子同士が接近して存在し、高い導電性を発現しうるため、導電性材料として利用することが可能である。   The porous polymer metal complex compound of the present invention has a porosity that allows a substance to enter and exit. For this reason, by introducing a conductive substance such as imidazole into the pores, imidazole molecules are close to each other and can exhibit high conductivity, and therefore can be used as a conductive material. is there.

本発明の多孔性高分子金属錯体の調製方法は種々の条件があり、一義的に決定できるものではないが、ここでは一つの条件を例にとり説明する。   The method for preparing the porous polymer metal complex of the present invention has various conditions and cannot be determined uniquely. Here, one condition will be described as an example.

実施例1
硫酸亜鉛0.02ミリモルと、塩化ナトリウム0.001マイクロモルを溶解した水(2mL)と、5−(3−ヨード−n−プロピルオキシ)イソフタル酸0.02ミリモルと4,4’−ビピリジン0.02ミリモルを溶解したメタノール(2mL)をゆっくりと積層し、25℃で一週間静置し、無色の単結晶を得た。直径約170ミクロンの単結晶を大気に暴露させないようにパラトンにてコーティングした後、(株)リガク社製単結晶測定装置(極微小結晶用単結晶構造解析装置VariMax、MoKα線(λ=0.71069Å))にて測定した(照射時間16秒、d=45ミリ、2θ=−20,温度=−180℃)。得られた回折像を、解析ソフトウエア「ヤドカリXG2009」を使用して解析し、図1〜3に示すような構造を有していることを確認した(a=15.098(2),b=19.369(3),c=27.787(3);α=90、β=90,γ=90;空間群=Pbca))。
Example 1
0.02 mmol of zinc sulfate, water (2 mL) in which 0.001 micromol of sodium chloride was dissolved, 0.02 mmol of 5- (3-iodo-n-propyloxy) isophthalic acid, and 4,4′-bipyridine 0 Methanol (2 mL) in which 0.02 mmol was dissolved was slowly layered and allowed to stand at 25 ° C. for one week to obtain colorless single crystals. After a single crystal having a diameter of about 170 microns was coated with Palaton so as not to be exposed to the atmosphere, a single crystal measuring device manufactured by Rigaku Co., Ltd. (single crystal structure analyzer VariMax for ultrafine crystals, MoKα ray (λ = 0. 71069 Å)) (irradiation time 16 seconds, d = 45 mm, 2θ = −20, temperature = −180 ° C.). The obtained diffraction image was analyzed using analysis software “hermit crab XG2009”, and it was confirmed that it had a structure as shown in FIGS. 1 to 3 (a = 15.098 (2), b = 19.369 (3), c = 27.787 (3); α = 90, β = 90, γ = 90; space group = Pbca)).

また、塩化銅2水和物1ミリモルと、塩化ナトリウムを0.05マイクロモル、5−(3−ヨード−n−プロピルオキシ)イソフタル酸1ミリモル,4,4’−ビピリジン1ミリモルをメタノール(20mL)に分散し、容器を封じた後に120℃で1時間加熱した。冷却後、濾過し、メタノールで洗浄して、白色の粉末109ミリグラムを得た。本粉末をブルカーAX(株)社製粉末X線装置DISCOVER D8 with GADDSにより測定した結果(CuKα(λ=1.54Å)、2θ=4〜40、室温にて測定)、図7に示す反射パターンが得られ、これは、上記の単結晶の粉末シミュレーションパターンと同一であった。すなわち、上記の二種の本方法にて、同一構造を有する多孔性高分子金属錯体が合成出来、それが、単結晶X線回折および粉末X線回折法により解析可能であることを確認した。   Further, 1 mmol of copper chloride dihydrate, 0.05 μmol of sodium chloride, 1 mmol of 5- (3-iodo-n-propyloxy) isophthalic acid, and 1 mmol of 4,4′-bipyridine were added to methanol (20 mL). And the container was sealed and heated at 120 ° C. for 1 hour. After cooling, it was filtered and washed with methanol to obtain 109 mg of white powder. The result of measuring this powder with a powder X-ray apparatus DISCOVER D8 with GADDS manufactured by Bruker AX Co., Ltd. (CuKα (λ = 1.54Å), 2θ = 4-40, measured at room temperature), reflection pattern shown in FIG. Which was identical to the single crystal powder simulation pattern described above. That is, it was confirmed that a porous polymer metal complex having the same structure could be synthesized by the above two kinds of the present methods, and that it could be analyzed by single crystal X-ray diffraction and powder X-ray diffraction methods.

実施例2〜11
実施例1と同様に、表1に示す原料を用いて合成を行った。
Examples 2-11
In the same manner as in Example 1, synthesis was performed using the raw materials shown in Table 1.

実施例12
硫酸亜鉛0.1ミリモルと、5−(3−ヨード−n−プロピルオキシ)イソフタル酸0.01マイクロモル、塩化ナトリウム0.001マイクロモルをエタノール8mLに溶解し、さらに4,4’−ビピリジン0.1mmolを溶解したエタノール8mLにゆっくりと積層する。これを10度に保持することで、無色の単結晶を得た。直径約110ミクロンの単結晶を大気に暴露させないようにパラトンにてコーティングした後、(株)リガク社製単結晶測定装置(極微小結晶用単結晶構造解析装置VariMax、MoKα線(λ=0.71069Å))にて測定し(照射時間12秒、d=45ミリ、2θ=−20,温度=−180℃)、得られた回折像を解析ソフトウエア「ヤドカリXG2009」を使用して解析し、図4〜6に示すように三次元ネットワーク構造を有していることを確認した(a=15.7697(17),b=16.2978(18),c=11.4149(11);α=90、β=90,γ=90;空間群=P212121))。
Example 12
0.1 mmol of zinc sulfate, 0.01 μmol of 5- (3-iodo-n-propyloxy) isophthalic acid and 0.001 μmol of sodium chloride were dissolved in 8 mL of ethanol, and 4,4′-bipyridine 0 Slowly layer on 8 mL of ethanol with 1 mmol dissolved. By holding this at 10 degrees, a colorless single crystal was obtained. After a single crystal having a diameter of about 110 microns was coated with Palaton so as not to be exposed to the atmosphere, a single crystal measuring device manufactured by Rigaku Co., Ltd. (single crystal structure analysis device VariMax for ultrafine crystal, MoKα ray (λ = 0. 71069Å)) (irradiation time 12 seconds, d = 45 mm, 2θ = −20, temperature = −180 ° C.), and the obtained diffraction image was analyzed using analysis software “hermit crab XG2009” As shown in FIGS. 4-6, it confirmed that it has a three-dimensional network structure (a = 15.7696 (17), b = 16.22978 (18), c = 11.4149 (11); α = 90, β = 90, γ = 90; space group = P212121)).

実施例13〜15
実施例12と同様に、表2に示す原料を用いて合成を行った。
Examples 13-15
In the same manner as in Example 12, synthesis was performed using the raw materials shown in Table 2.

実施例16〜19
実施例1と同様に、表3に示す原料を用いて合成を行った。実施例16〜19と実施例1の差異は、実施例1では、第一配位子であるイソフタル酸誘導体は1種類であるが、実施例16〜19では、第一配位子として表3に示すとおり、二種類の配位子(A、B)を混合使用して固溶体を合成している。
Examples 16-19
In the same manner as in Example 1, synthesis was performed using the raw materials shown in Table 3. The difference between Examples 16 to 19 and Example 1 is that, in Example 1, there is one kind of isophthalic acid derivative as the first ligand, but in Examples 16 to 19, Table 3 as the first ligand. As shown in Fig. 2, a solid solution is synthesized using a mixture of two types of ligands (A, B).

比較例1、2
実施例1と同様にして、イソフタル酸の5位にハロゲン元素を有さない置換基が置換した多孔性高分子金属錯体を合成した(表4)。
Comparative Examples 1 and 2
In the same manner as in Example 1, a porous polymer metal complex in which a substituent having no halogen element was substituted at the 5-position of isophthalic acid was synthesized (Table 4).

比較例3〜5
実施例16〜19と同様にして、二種類の配位子(A、B)を混合使用して固溶体を合成した(表5)。ただし、ハロゲン元素を有さない配位子Bの比率が、実施例16〜19と比して高くして合成している。
Comparative Examples 3-5
In the same manner as in Examples 16 to 19, a solid solution was synthesized using a mixture of two kinds of ligands (A, B) (Table 5). However, the synthesis was carried out with the ratio of the ligand B having no halogen element being higher than that in Examples 16-19.

<ガス吸着の結果>
得られたガス吸着材の種々のガス吸着特性を種々の温度で測定した。BET自動吸着装置(日本ベル株式会社製ベルミニII)を用いた。測定に先立って試料を393Kで6時間真空乾燥して、微量残存している可能性がある溶媒分子などを除去した。
<Results of gas adsorption>
Various gas adsorption characteristics of the obtained gas adsorbent were measured at various temperatures. A BET automatic adsorption device (Bell Mini II manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.) was used. Prior to the measurement, the sample was vacuum-dried at 393 K for 6 hours to remove solvent molecules that may remain in a trace amount.

表1〜5に、各種ガスの各種温度での吸着量を示す。なお、表1〜5の全てにおいて、吸着量は、相対圧0.95での吸着量であり、相対圧とは、吸着時の圧力を当該温度での当該ガスの沸点で割った値である。   Tables 1 to 5 show the amounts of adsorption of various gases at various temperatures. In all of Tables 1 to 5, the adsorption amount is an adsorption amount at a relative pressure of 0.95, and the relative pressure is a value obtained by dividing the pressure at the time of adsorption by the boiling point of the gas at the temperature. .

いずれの温度に於いても、本発明の5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸を用いた多孔性高分子金属錯体を含む吸着材は、酸素ガスの吸着量が他のガスと比較して多い。また、一酸化炭素と窒素の吸着量比(273Kでの一酸化炭素吸着量/窒素吸着量)が多く、通常、分離が困難な一酸化炭素と窒素の分離に有利であることがわかる。比較例1、2の5位の官能基がハロゲン原子を含まないイソフタル酸を用いた多孔性高分子金属錯体を含む吸着材と比べると、その効果が明らかである。   At any temperature, the adsorbent containing a porous polymer metal complex using isophthalic acid having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position of the present invention has an oxygen gas adsorption amount different from that of other gases. Many compared. Further, the adsorption ratio of carbon monoxide and nitrogen (carbon monoxide adsorption amount / nitrogen adsorption amount at 273K) is large, and it is found that it is advantageous for separation of carbon monoxide and nitrogen, which are usually difficult to separate. The effect is clear when compared with the adsorbent containing the porous polymer metal complex using isophthalic acid in which the functional group at the 5-position of Comparative Examples 1 and 2 does not contain a halogen atom.

本発明の多孔性高分子金属錯体は、配位子の整列によって形成される多数の微細孔が物質内部に存在する。この多孔性を生かして酸素、一酸化炭素の選択的な吸着、分離、貯蔵が可能となる。   In the porous polymer metal complex of the present invention, a large number of micropores formed by alignment of ligands are present in the substance. Utilizing this porosity, oxygen, carbon monoxide can be selectively adsorbed, separated and stored.

Claims (16)

[AXY]n (1)
(式中、Aは遷移金属イオンを表し、Xは5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンである第一配位子を表し、Yは配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子を表し、nは、AXYから成る構成単位の数を表す)
の構造単位を有する多孔性高分子金属錯体。
[AXY] n (1)
(In the formula, A represents a transition metal ion, X represents a first ligand which is an isophthalic acid ion having a halogen-containing functional group other than fluorine at the 5-position, and Y represents a coordination point at both ends of the molecule. Represents a bipyridyl-type second ligand possessed, and n represents the number of structural units comprising AXY)
A porous polymer metal complex having the following structural unit:
前記遷移金属イオンが、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン、亜鉛イオンのいずれかである、請求項1に記載の多孔性高分子金属錯体。   The porous polymer metal complex according to claim 1, wherein the transition metal ion is any one of a cobalt ion, a nickel ion, a copper ion, and a zinc ion. 前記遷移金属イオンが亜鉛イオンである、請求項1に記載の多孔性高分子金属錯体。   The porous polymer metal complex according to claim 1, wherein the transition metal ion is a zinc ion. 前記含ハロゲン官能基のハロゲン元素が、塩素、臭素、又はよう素である請求項1又は2に記載の多孔性高分子金属錯体。   The porous polymer metal complex according to claim 1 or 2, wherein the halogen element of the halogen-containing functional group is chlorine, bromine, or iodine. 前記含ハロゲン官能基のハロゲン元素が、よう素である請求項1〜3のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体。   The porous polymer metal complex according to claim 1, wherein the halogen element of the halogen-containing functional group is iodine. 前記含ハロゲン官能基が、ハロゲン元素を含む直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基又はアルコキシ基である請求項1〜5のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体。   The porous polymer metal complex according to claim 1, wherein the halogen-containing functional group is a linear or branched alkyl group or alkoxy group containing a halogen element. 前記含ハロゲン官能基が、炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基又はアルコキシ基である請求項1〜6のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体。   The porous polymer metal complex according to claim 1, wherein the halogen-containing functional group is a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. 前記含ハロゲン官能基が含有するハロゲン原子が、1〜21個のいずれかである請求項1〜7のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体。   The porous polymer metal complex according to any one of claims 1 to 7, wherein the halogen-containing functional group contains 1 to 21 halogen atoms. [AXY]n (2)
(式中、Aは遷移金属イオンを表し、Yは配位点を分子の両末端に有しているビピリジル型の第二配位子を表し、Xはイソフタル酸イオン又は5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンを少なくとも1種含む複数種のイソフタル酸イオンである第一配位子を表し、全イソフタル酸イオン量の5モル%〜95モル%が5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンであり、nは、AXYから成る構成単位の数を表す)
の構造単位を有することを特徴とする多孔性高分子金属錯体。
[AXY] n (2)
(In the formula, A represents a transition metal ion, Y represents a bipyridyl-type second ligand having coordination points at both ends of the molecule, and X represents an isophthalate ion or other than fluorine at the 5-position. This represents the first ligand which is a plurality of types of isophthalate ions containing at least one isophthalate ion having a halogen-containing functional group, and 5 mol% to 95 mol% of the total amount of isophthalate ions is other than fluorine at the 5-position. (It is an isophthalate ion having a halogen-containing functional group, and n represents the number of structural units consisting of AXY)
A porous polymer metal complex having the following structural unit:
式(2)中、Xは、イソフタル酸イオン、5位にアルキル基を有するイソフタル酸イオン、5位にアルコキシ基を有するイソフタル酸イオン、アミノ基を有するイソフタル酸イオン、5位にふっ素以外の含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンから選ばれる2種類以上のイソフタル酸イオンであって、全イソフタル酸イオン量の5モル%〜95モル%が5位に含ハロゲン官能基を有するイソフタル酸イオンである請求項9に記載の多孔性高分子金属錯体。   In the formula (2), X is an isophthalic acid ion, an isophthalic acid ion having an alkyl group at the 5th position, an isophthalic acid ion having an alkoxy group at the 5th position, an isophthalic acid ion having an amino group, and a non-fluorine content at the 5th position. Two or more types of isophthalic acid ions selected from isophthalic acid ions having a halogen functional group, and 5 mol% to 95 mol% of the total amount of isophthalic acid ions are isophthalic acid ions having a halogen-containing functional group at the 5-position The porous polymer metal complex according to claim 9. 請求項1〜10のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体を含む吸着材。   An adsorbent comprising the porous polymer metal complex according to claim 1. 請求項11に記載の吸着材を用いたガス分離装置。   A gas separation device using the adsorbent according to claim 11. 請求項11に記載の吸着材を用いたガス貯蔵装置。   A gas storage device using the adsorbent according to claim 11. 請求項1〜10のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体を含む触媒。   The catalyst containing the porous polymeric metal complex in any one of Claims 1-10. 請求項1〜10のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体を含む導電性材料。   The electroconductive material containing the porous polymer metal complex in any one of Claims 1-10. 請求項1〜10のいずれかに記載の多孔性高分子金属錯体を含むセンサー。   A sensor comprising the porous polymer metal complex according to claim 1.
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