JP2019205772A - 多孔性配位高分子を用いた録香方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】芳香成分による目詰まりが起こりにくく、何回でも使用可能な芳香材を用いて、繰り返して取り出し可能な形で芳香をデバイスに記憶させることができる録香方法を提供する。【解決手段】本発明の録香方法は、多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子を用いて、多孔性配位高分子に芳香成分を吸着又は吸蔵させることによって行われるものであり、(a)多孔性配位高分子に芳香成分を滴下する工程と、前記多孔性配位高分子及び芳香成分を攪拌する工程とを備えるか、又は(b)多孔性配位高分子と、芳香成分とを容器に封入する工程を備え、必要に応じて、さらに前記容器に送風する工程を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、多孔性配位高分子を用いた録香方法に関する。
ニオイや芳香は、気化した芳香成分が嗅覚に受容されることで初めて感じることができるといわれている。この芳香成分からなる芳香材料には、液状のもの、稀釈したもの、ゲル状物としたもの、固体中に練りこんで成形したものなど、様々な状態のものがある。また、気化させる方法は表面蒸発させる方法、加熱して固液状のものを気化させる方法などがある。しかし、一般に芳香分子は揮発性が高く、加熱などの刺激を与えなくとも表面から蒸発や固液から直接気化して材料の周囲に拡散し、雰囲気中に僅かな濃度で存在するだけでも、ニオイや芳香として感じてしまう。従って、気化が起こりやすい液状またはゲル状材料の場合には、ニオイや芳香を感じさせないためには、物理的に密閉するか、他の材料と組成物を作り、固体成形した状態にしておかなければならない。天然物の例外として、常態ではほとんど芳香せず、加熱することで特有の芳香をするものとしては、香木の一種である沈香が知られている。しかし、沈香は人工的に製造することが難しいため高価で、また、芳香する分子を人為的に選択することはできない。沈香のように加熱して初めて芳香を感じ、さらに、芳香する分子を意図的に選ぶことができるような人工の材料があれば、新たな芳香、感覚の世界を切り拓くことができる。
化学総説No.14 味とにおいの化学、日本化学会、昭和51年初版、昭和60年第5刷
従来の芳香材は芳香の発生のみに特化しており、芳香を吸着する機能は持っていないのがほとんどである。脱臭剤を用いて匂い成分を吸着する場合も、脱着剤の非可逆的な吸着機能により、再び匂いを発生させることができなかった。
一方、繰り返して取り出し可能な形で芳香を、例えば、小型で、携帯型又は据え付け型のデバイスとして利用したいというニーズは従来からあったが、上記のような従来の芳香材ではこのニーズに対して応えることができなかった。本発明により、芳香成分による目詰まりが起こりにくく、何回でも使用可能な芳香材を用いて、繰り返して取り出し可能な形で芳香をデバイスに記憶させることができる「録香」の方法を提供する。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
本発明は、多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子を用いた録香方法であって、前記多孔性配位高分子に芳香成分を吸着又は吸蔵させる録香方法を提供する。
本発明は、多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子を用いた録香方法であって、前記多孔性配位高分子に芳香成分を吸着又は吸蔵させる録香方法を提供する。
また、本発明の録香方法は、前記録香方法が、前記多孔性配位高分子に前記芳香成分を滴下する工程と、前記多孔性配位高分子及び芳香成分を攪拌する工程とを備えることが好ましい。
また、本発明の録香方法は、前記録香方法が、前記多孔性配位高分子と、前記芳香成分とを容器に封入する工程を備えることが好ましい。
また、本発明の録香方法は、前記多孔性配位高分子と、前記芳香成分とを容器に封入する工程に加え、さらに、前記容器に送風する工程を備えることが好ましい。
また、本発明の録香方法は、前記多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子が、イミダゾール骨格、フタル酸骨格、トリメシック酸骨格からなる群から選ばれる少なくとも1種類以上の化学構造が含まれる有機配位子を有することが好ましい。
また、本発明の録香方法は、前記多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子が、Al、Fe、Zn、Cuからなる群から選ばれる少なくとも1種類以上の金属のイオンを含むことが好ましい。
また、本発明の録香方法は、前記芳香成分として、分子量が100〜300である芳香分子を使用することが好ましい。
本発明によれば、固体状、液状の芳香成分を化学的安定な状態で小型デバイスに組み込むことができる。それにより前記小型デバイスから好きな時に好きな香りを放出させることができるとともに、繰り返して前記小型デバイスに芳香成分を保存することが可能となる。
(録香の定義)
録香とは、香り(芳香成分)を吸蔵することをいう。録香により吸蔵された香りは任意のタイミングで放出することが可能である。芳香成分とは花や草木、体臭などの天然成分やそれを濃縮したエッセンシャルオイル、人工的に合成された芳香成分、およびこれらの混合が挙げられる。
録香の方法としては、貯蔵材と芳香成分を接触させる方法が挙げられる。接触の方法も特に限られず、例えば1)固体の貯蔵材と気体の芳香成分(固体や液体から生じる蒸気成分も含む)、2)固体の貯蔵材と液体の芳香成分、3)固体の貯蔵材と固体の芳香成分を接触させる方法が挙げられる。
録香とは、香り(芳香成分)を吸蔵することをいう。録香により吸蔵された香りは任意のタイミングで放出することが可能である。芳香成分とは花や草木、体臭などの天然成分やそれを濃縮したエッセンシャルオイル、人工的に合成された芳香成分、およびこれらの混合が挙げられる。
録香の方法としては、貯蔵材と芳香成分を接触させる方法が挙げられる。接触の方法も特に限られず、例えば1)固体の貯蔵材と気体の芳香成分(固体や液体から生じる蒸気成分も含む)、2)固体の貯蔵材と液体の芳香成分、3)固体の貯蔵材と固体の芳香成分を接触させる方法が挙げられる。
本発明の緑香方法は、上述した1)〜3)の接触を効果的に行うため、特に、次に挙げる(方法1)、(方法2)及び(方法3)の何れかの方法を採用することが好ましい。すなわち、貯蔵材と芳香分子とを接触させる方法(方法1)、貯蔵材と芳香分子とを容器に封入する方法(方法2)、貯蔵材と芳香分子とを容器に封入し容器に送風する方法(方法3)の3つである。
本発明は、あらかじめ上記(方法1)〜(方法3)の少なくともいずれかの方法で芳香成分を吸着又は吸蔵させた前記MOFをデバイスの内部に入れて携帯型又は据え置き型の小型デバイスとして使用することができる。また、前記MOFをデバイス中に入れた後、上記(方法1)〜(方法3)の少なくともいずれかの方法によって芳香成分を吸着又は吸蔵させてもよい。デバイスからの芳香の減少を感知したり、センサ等の測定によって分かる場合には、適宜、上記(方法1)〜(方法3)で芳香成分を前記MOFに吸着又は吸蔵させることにより補充することができる。そのような方法により、繰り返して取り出し可能な形で芳香をデバイスに記憶させることができる。
次に、方法1〜方法3についていつくかの例を挙げて説明する。
方法1は、スポイトやシリンジで芳香分子を貯蔵材に滴下する方法や、霧吹きのような微小液滴として貯蔵材に加える方法、さらに溶液として静かに流し込む方法が挙げられる。中でもスポイトで滴下する方法が好ましい。
方法1は、スポイトやシリンジで芳香分子を貯蔵材に滴下する方法や、霧吹きのような微小液滴として貯蔵材に加える方法、さらに溶液として静かに流し込む方法が挙げられる。中でもスポイトで滴下する方法が好ましい。
方法2は、室温で静置する方法、容器を加熱する方法、容器内に温度勾配を設けて芳香分子を加熱、貯蔵材を冷却する方法を含む。
方法3で用いる送風機は、ドライヤーなどのモーターによる送風機能を持つ装置や、手動で動く装置を含む。送風機と共に封入する貯蔵材は、飛散しないように通気性のフィルターで挟むことが好ましい。
特に方法2と方法3は、カンファーやメントールのような昇華性の固体芳香分子を用いることができる。
(多孔性配位高分子)
多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子とは、金属イオンと有機配位子から構成される結晶性固体のことである。金属有機構造体(MOF:Metal Organic Frameworks)や多孔高分子金属錯体(PCP:Porous Cooridnation Polymers)とも呼ばれる。
多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子とは、金属イオンと有機配位子から構成される結晶性固体のことである。金属有機構造体(MOF:Metal Organic Frameworks)や多孔高分子金属錯体(PCP:Porous Cooridnation Polymers)とも呼ばれる。
多孔性配位高分子内部に、三次元骨格と、該三次元骨格によって仕切られて形成された、三次元的に規則正しく整列した、細孔及び/又は中空とを有する。
用いる金属イオンはSc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Ag、Hf、Al、Zn、Fe、Ta、W、Re、Os及びIrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属のイオンである。
用いる金属イオンは、特にAl、Fe、Zn、Cuのイオンであることが好ましい。中でもZnイオンであることが好ましい。
用いる金属イオンは、特にAl、Fe、Zn、Cuのイオンであることが好ましい。中でもZnイオンであることが好ましい。
上記金属イオンに配位結合する有機配位子としては、1,2,4,5−テトラキス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4’−カルボキシ[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、ベンゼン−1,3,5−トリカルボン酸、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、2,6−ナフチレンジカルボン酸、2−ヒドロキシテレフタル酸、3,3’,5,5’−テトラカルボキシジフェニルメタン、4,4’,4”−S−トリアジン−2,4,6−トリイル−トリス(ベンジルオキシ)安息香酸、9,10−アントラセンジカルボン酸、ビフェニル−3,3’,5,5’−テトラカルボン酸、ビフェニル−3,4’,5−トリカルボン酸、テレフタル酸(BDC)、トリメシン酸(BTC)、[1,1’:4’,1”]テルフェニル−3,3’,5,5’−テトラカルボン酸、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2,4,6−トリ(4−ピリジル)−1,3,5−トリアジン(TPT)が挙げられる。
上記に挙げた有機配位子の中では、特に2−メチルイミダゾール、テレフタル酸、ベンゼン−1,3,5−トリカルボン酸が好ましい。このように、有機配位子としては、イミダゾール骨格、フタル酸骨格、トリメシック酸骨格からなる群から選ばれる少なくとも1種類以上の化学構造が含まれるものが好ましい。それらの中でも、メチルイミダゾールとベンゼン−1,3,5−トリカルボン酸が特に好ましい。
(芳香成分)
芳香成分とは、人間や動物の嗅覚受容体に作用することで匂いとして認識される、化合物群や混合物分郡のことである。匂いとして感知される閾値濃度は芳香分子の種類により異なるが、数ppbから数百ppmの範囲にある。形態は固体、液体、気体の3つがあるが、室温で閾値以上の濃度の蒸気圧に到達することができる。
芳香成分とは、人間や動物の嗅覚受容体に作用することで匂いとして認識される、化合物群や混合物分郡のことである。匂いとして感知される閾値濃度は芳香分子の種類により異なるが、数ppbから数百ppmの範囲にある。形態は固体、液体、気体の3つがあるが、室温で閾値以上の濃度の蒸気圧に到達することができる。
貯蔵材に吸着する芳香成分には、天然で得られるものと合成して得られるものの一方、あるいは両方を含む。
液体の芳香分子は、水溶性および油溶性のいずれであってもよい。モノテルペン炭化水素類、モノテルペンアルコール類、フェノール類、フェノールメチルエーテル類、セスキテルペン炭化水素類、セスキテルペンアルコール類、ケトン類、ラクトン類、カルボン酸類、ジテルペンアルコール類、アルデヒド類、エステル類、オキサイド(炭化物)類のうちのいずれか1つまたはそれらを所定の割合でブレンドした混合物が含まれる。
モノテルペン炭化水素類の主な芳香分子には、ピネン、リモネン、ミルセン、テルピネン、テルピノレン、δ−3−カレン、トリサイクレン、カンフェン、サビネン、オシメン、シメン、フェランドレン、パラシメン、ヒマカレン、カラレンがある。モノテルペンアルコール類の主な芳香分子には、シトロネロール、ゲラニオール、テルピネン−4−ol、ツヤノール−4、メントール、イソプレゴール、リナロール、テルピネオール、ネロール、ボルネオール、ネロリドールがある。フェノール類の主な芳香成分には、アネトール、カルバクロール、オイゲノール、チモール、パラクレゾール、カビコールがある。フェノールメチルエーテル類の主な芳香成分には、トランスアネトール、サフロール、チャビコール・メチルエーテル、パラクレゾール・メチルエーテル、イソオイゲノール・メチルエーテル、オイゲノール・メチルエーテルがある。
セスキテルペン炭化水素類の主な芳香成分には、αガイエン、カジネン、カマズレン、βカリオフィレン、ビサボレン、セリネン、βセスキフェランドレン、クルゼノン、セイチュレン、デハイドロアズリン、ゲルマクレンD、コバエン、セドレン、ファネッセン、ジンジベレン、ツヨブセン、リンデステレン、αパチュレン、ブルネッセンがある。セスキテルペンアルコール類の主な芳香成分には、セドロール、カジノール、サンタロール、グロブロール、ピリディフロロール、ネロリドール、パチュロール、レドール、キャトロール、エレモール、スパスレロールがある。
ケトン類の主な芳香成分には、カンファー、アセトフェノン、ジャスモン、ノートカトン、ビノカンフォン、ベルベノン、ピペリトン、メントン、フェンコン、カルボン、プレゴン、アトラントン、ピノカルボン、メチルイソブチルがある。ラクトン類の主な芳香成分には、クマリン、フロクマリン、ジャスミンラクトン、ジャスモン、ベルガプテンがある。カルボン酸類の主な芳香成分には、安息香酸、ケイ皮酸がある。ジテルペンアルコール類の主な芳香成分には、スクラレオール、フィトール、イソフィトールがある。
アルデヒド類の主な芳香成分には、シトラール、シトロネロール、ミルテナール、アセトアルデヒド、ペリルアルデヒド、ピペロナール、ワニリン、デカナール、ノナナール、ヘキサナール、ヘプタナールがある。エステル類の主な芳香成分には、酢酸テルピニル、酢酸リナリル、酢酸ネリル、酢酸オイゲノール、酢酸ゲラニル、アンゼリカ酸イソブチル、酢酸ボルニル、酢酸ミルテニル、安息香酸コンフィニル、安息香酸シンナミル、安息香酸メチル、安息香酸ベンジル、蟻酸ゲラニル、蟻酸シトロネリル、アンゼリカ酸メチル、酢酸ベンジルがある。オキサイド(炭化物)類の主な芳香成分には、カリオフィレンオキサイド、ビサボロールオキサイド、1,8シネオール、リナロールオキサイド、ローズオキサイドがある。
芳香分子としては、上述した化合物のいずれも使用することができ、分子量について特に制限はないが、後述する多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子の空孔サイズより小さいサイズの分子であることが好ましい。また、加熱等の刺激を受けないときに勝手に放出しないように、芳香分子はあるサイズ以上の大きさを有することが好ましい。具体的には、サイズの目安となる分子量は80〜1000であり、好ましくは90〜500である。さらに、芳香分子の分子量が100〜300に含まれるものを用いることが好ましい。
特に、上記で挙げた化合物の中では、リモネン、2−フェニルエタノール、ドデカナール、カンファー、ゲラニオール、ネロール、シトロネロール、シトラール、インドール、フルフリルメチルジスルフィド、ノートカトン、ムスコン、酢酸リナリル、メチルジャスモネート、リナロールや、これらを所定の割合で混合したものが好ましい。
混合物としては、アロマオイルやエッセンシャルオイル(精油)が挙げられる。
アロマオイルやエッセンシャルオイルとしては、アサフェティダ、アジョワン、アニスシード、アミリス、アンジェリカシード、アンジェリカルート、アンブレッドシード、イニュラ、イモーテル(ヘリクリサム)、イランイラン、イリス、ウインターグリーン、ウインターセイボリー、エレミ、オークモス、オールスパイス、オニオン、オポポナックス、オレガノ、オレンジ・スイート、オレンジビター、カーネーション、ガーリック、カナンガ、カボス、カモミール・ジャーマン、カモミール・ローマン、カヤ、カユプテ、カラマス、カラミント、ガランガル、カルダモン、ガルバナム、キャラウェイ、キャロットシード、キンモクセイ、クエラ(アンミ)、カンファー、クミン、クラリセージ、グレープフルーツ、クローブ、クロモジ、ゲットウ、コウヤマキ、コスタス、コパイバ、コリアンダー、サイプレス、サマーセイボリー、サンダルウッド、シストローズ、シソ、シダーウッド・アトラス、シトロネラ、シナモンカッシア、シナモンバーク、シナモンリーフ、シベリアモミ、ジャスミン、ジュニパーベリー、シルバーファー、ジンジャー、スギ、スターアニス、スダチ、スパイクナード、スパイク・ラベンダー、スパニッシュセージ、
スペアミント、セージ、ゼラニウム、セロリシード、セントジョンズワート、ターメリック、タイムマストキナ、タイム・リナロール、タジェット、タナセタム、ダバナ、タラゴン、タンジー、コモンタンジー、タンジェリン、チャンパカ、チュベローズ、ティートゥリー、ディル、ナツメグ、ナルシス、ニアウリ・シネオール、ネロリ、バイオレットリーフ、パイン、バジル・リナロール、パセリ、パチュリ、ハッカ、バニラ、バルサムファー、パルマローザ、バレリアン、ヒソップ、ビターアーモンド、ヒノキ、ヒバ、ヒヤシンス、フェンネル、プチグレン、プチグレンマンダリン、ブチュー、ブラックスプルース、ブラックペッパー、フランキンセンス、フランジュパニ、ブルーサイプレス、ブルームスパニッシュ、ベチバー、ペニーロイヤル、ペパーミント、ヘムロック・スプルース、ベルガモット、ベルガモットミント、ベンゾイン(安息香)、ホーリーフ、マートル、マジョラム・スイート、マスタード、マスティックトゥリー、マヌカ、マンダリン、ミモザ、ミルラ、メリッサ(レモンバーム)、モミ、ヤロウ、ユズ、ユーカリ・グロブルス、ユーカリ・シトリオドラ、ユーカリ・ラディアータ、ライム、ラヴィンサラ、ラバンディン、ラブラドルティ、ラベンサラ、ラベンダー、ランタナ、リツエアクベバ、リンデン、レモン、
レモングラス、レモンバーベナ、レモンマートル、ローズ・アブソリュート、ローズウッド、ローズオットー(ダマスクローズ)、ローズマリー、ローズマリー・シネオール、ローズマリー・ベルベノン、ロータス、ローレル、ロザリーナ、ロベージ、ワイルドタイムが好ましい。
アロマオイルやエッセンシャルオイルとしては、アサフェティダ、アジョワン、アニスシード、アミリス、アンジェリカシード、アンジェリカルート、アンブレッドシード、イニュラ、イモーテル(ヘリクリサム)、イランイラン、イリス、ウインターグリーン、ウインターセイボリー、エレミ、オークモス、オールスパイス、オニオン、オポポナックス、オレガノ、オレンジ・スイート、オレンジビター、カーネーション、ガーリック、カナンガ、カボス、カモミール・ジャーマン、カモミール・ローマン、カヤ、カユプテ、カラマス、カラミント、ガランガル、カルダモン、ガルバナム、キャラウェイ、キャロットシード、キンモクセイ、クエラ(アンミ)、カンファー、クミン、クラリセージ、グレープフルーツ、クローブ、クロモジ、ゲットウ、コウヤマキ、コスタス、コパイバ、コリアンダー、サイプレス、サマーセイボリー、サンダルウッド、シストローズ、シソ、シダーウッド・アトラス、シトロネラ、シナモンカッシア、シナモンバーク、シナモンリーフ、シベリアモミ、ジャスミン、ジュニパーベリー、シルバーファー、ジンジャー、スギ、スターアニス、スダチ、スパイクナード、スパイク・ラベンダー、スパニッシュセージ、
スペアミント、セージ、ゼラニウム、セロリシード、セントジョンズワート、ターメリック、タイムマストキナ、タイム・リナロール、タジェット、タナセタム、ダバナ、タラゴン、タンジー、コモンタンジー、タンジェリン、チャンパカ、チュベローズ、ティートゥリー、ディル、ナツメグ、ナルシス、ニアウリ・シネオール、ネロリ、バイオレットリーフ、パイン、バジル・リナロール、パセリ、パチュリ、ハッカ、バニラ、バルサムファー、パルマローザ、バレリアン、ヒソップ、ビターアーモンド、ヒノキ、ヒバ、ヒヤシンス、フェンネル、プチグレン、プチグレンマンダリン、ブチュー、ブラックスプルース、ブラックペッパー、フランキンセンス、フランジュパニ、ブルーサイプレス、ブルームスパニッシュ、ベチバー、ペニーロイヤル、ペパーミント、ヘムロック・スプルース、ベルガモット、ベルガモットミント、ベンゾイン(安息香)、ホーリーフ、マートル、マジョラム・スイート、マスタード、マスティックトゥリー、マヌカ、マンダリン、ミモザ、ミルラ、メリッサ(レモンバーム)、モミ、ヤロウ、ユズ、ユーカリ・グロブルス、ユーカリ・シトリオドラ、ユーカリ・ラディアータ、ライム、ラヴィンサラ、ラバンディン、ラブラドルティ、ラベンサラ、ラベンダー、ランタナ、リツエアクベバ、リンデン、レモン、
レモングラス、レモンバーベナ、レモンマートル、ローズ・アブソリュート、ローズウッド、ローズオットー(ダマスクローズ)、ローズマリー、ローズマリー・シネオール、ローズマリー・ベルベノン、ロータス、ローレル、ロザリーナ、ロベージ、ワイルドタイムが好ましい。
特に、上記で挙げた混合物の中では、グレープフルーツ、ペパーミント、ラベンダー、ティートゥリー、ローズマリーが好ましい。
本発明の録香方法によって、上述した多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子に芳香分子が録香できているかどうかは、ガスクロマトグラフ又は質量分析装置を用いて芳香、ニオイを分析することによって調べることができる。同時に、録香される芳香分子の種類についても分析を行うことも可能である。本発明で使用する多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子に種々の芳香分子や混合物を吸着させ、加熱しながら放出される成分を定量的もしくは定性的に分析し、芳香やニオイを正確に再現できるか把握することができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「%」は質量基準である。
実施例1:直接混合の例
サンプルバイアル(ラボランスクリュー管瓶No.3)9mLに入れた貯蔵材MOF(Sigma−Aldrich社製、Basolite Z377、製品番号Aldrich 794325)0.475gに、芳香分子の混合物(グレープフルーツエッセンシャルオイル、株式会社生活の木製)を0.13g滴下した後、スパチュラで10秒攪拌し、蓋を閉じた後、容器全体を振り、35rpmで12時間攪拌し、粉末状の生成物を得た。得られた粉末状の生成物を用いて示差熱・熱重量同時測定装置で質量減少率を測定した。測定条件は窒素ガス雰囲気(100mL/min)で室温から400℃まで10℃/minの速度で昇温した。400℃まで加熱したときの質量減少率は28%であった。
サンプルバイアル(ラボランスクリュー管瓶No.3)9mLに入れた貯蔵材MOF(Sigma−Aldrich社製、Basolite Z377、製品番号Aldrich 794325)0.475gに、芳香分子の混合物(グレープフルーツエッセンシャルオイル、株式会社生活の木製)を0.13g滴下した後、スパチュラで10秒攪拌し、蓋を閉じた後、容器全体を振り、35rpmで12時間攪拌し、粉末状の生成物を得た。得られた粉末状の生成物を用いて示差熱・熱重量同時測定装置で質量減少率を測定した。測定条件は窒素ガス雰囲気(100mL/min)で室温から400℃まで10℃/minの速度で昇温した。400℃まで加熱したときの質量減少率は28%であった。
ネロールの代わりに他の芳香分子を用いて、同じ条件で録香後、示差熱・熱重量同時測定装置で質量減少率を測定した。その結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように、貯蔵材MOFのみの時と比べて質量減少率が増加していることから、直接混合により芳香成分がMOFに吸着又は吸蔵されることが確認された。
実施例2:気化蒸着の例
ミクロチューブ(アズワン株式会社製、製品番号02046301)にMOF(Sigma−Aldrich社製、商品名:Basolite Z1200、製品番号Aldrich 691348)を100mg加えた。サンプルバイアル(ラボランスクリュー管瓶No.7)50mLに芳香分子(ネロール、富士フイルム和光純薬株式会社製、359−20262)を2mL加えた後、前記MOFを含むミクロチューブを同封し、スクリュー部にテフロン(登録商標)テープ(PTFE)をまきつけた後に蓋を閉じ、密封した。
ミクロチューブ(アズワン株式会社製、製品番号02046301)にMOF(Sigma−Aldrich社製、商品名:Basolite Z1200、製品番号Aldrich 691348)を100mg加えた。サンプルバイアル(ラボランスクリュー管瓶No.7)50mLに芳香分子(ネロール、富士フイルム和光純薬株式会社製、359−20262)を2mL加えた後、前記MOFを含むミクロチューブを同封し、スクリュー部にテフロン(登録商標)テープ(PTFE)をまきつけた後に蓋を閉じ、密封した。
前記サンプルバイアルの密封容器中で15日静置した後に、前記密封容器から貯蔵材を取り出して、示差熱・熱重量同時測定装置で質量減少率を測定した。測定条件は窒素ガス雰囲気(100mL/min)で室温から400℃まで10℃/minの速度で昇温した。400℃まで加熱したときの質量減少率は4.0%であった。ここで、15日静置後に取り出して得られた生成物は粉末状であった。
ネロールの代わりに他の芳香分子も同じ条件で録香後、示差熱・熱重量同時測定装置で質量減少率を測定した。その結果を表2に示す。貯蔵材MOFのみの時と比べて質量減少率が増加していることから、気化蒸着により芳香分子が貯蔵材に吸着又は吸蔵されたことが分かる。
実施例3:送風機を用いた気化蒸着の例
図1に示す実験装置を設定し、送風機を用いた気化蒸着による録香方法を検討した。図1に示すように、ガーゼからなる2つのフィルターの間に貯蔵材MOF(Sigma−Aldrich社製、商品名:Basolite Z377、製品番号Aldrich 794325)20mgを挟み、送風機(CAPTAIN STAG OUTDOOR GEAR:電池式 M−7580)の送風口に輪ゴムで固定した。アルミ容器(直径5cm、高さ1cm)に芳香分子の混合物(グレープフルーツエッセンシャルオイル、株式会社生活の木製)2.0gを加えた。送風機とアルミ容器をポリバッグ(500mL)に入れて密封後、送風機のスイッチを入れて1時間送風した。
図1に示す実験装置を設定し、送風機を用いた気化蒸着による録香方法を検討した。図1に示すように、ガーゼからなる2つのフィルターの間に貯蔵材MOF(Sigma−Aldrich社製、商品名:Basolite Z377、製品番号Aldrich 794325)20mgを挟み、送風機(CAPTAIN STAG OUTDOOR GEAR:電池式 M−7580)の送風口に輪ゴムで固定した。アルミ容器(直径5cm、高さ1cm)に芳香分子の混合物(グレープフルーツエッセンシャルオイル、株式会社生活の木製)2.0gを加えた。送風機とアルミ容器をポリバッグ(500mL)に入れて密封後、送風機のスイッチを入れて1時間送風した。
その後、貯蔵材を取り出して、示差熱・熱重量同時測定装置で質量減少率を測定した。測定条件は窒素ガス雰囲気(100mL/min)で室温から400℃まで10℃/minの速度で昇温した。400℃まで加熱したときの質量減少率は19%であった。
本実施例で使用した芳香分子の混合物(グレープフルーツエッセンシャルオイル、株式会社生活の木製)は、実施例2に使用した芳香成分に比べて高分子量で、揮発しにくい成分であるにもかかわらず、測定した質量減少率は実施例2の場合よりも大きくなっており、貯蔵材MOFに吸着又は吸蔵される芳香成分の量が多くなることが分かる。このように、送風機を用いた気化蒸着の方法は、気化蒸着だけの方法と比べて、MOFへの芳香成分の録香効果が高いことが確認された。
実施例4:芳香成分の分析例
乾燥窒素4Lを入れたスマートバック内に、ラベンダーフランスエッセンシャルオイル(株式会社生活の木製)2μLを添加して前記スマートバック内に充満させた。次に、このバック内の充満ガスを0.04L採取し、乾燥窒素ガス4Lを入れた別のスマートバック内に添加して希釈充満させた。多孔性配位高分子としてBesolite Z377の25mgをガラス管に秤取し、この希釈ガス0.2Lを前記Besolite Z377に捕集させて試料を調製した。
乾燥窒素4Lを入れたスマートバック内に、ラベンダーフランスエッセンシャルオイル(株式会社生活の木製)2μLを添加して前記スマートバック内に充満させた。次に、このバック内の充満ガスを0.04L採取し、乾燥窒素ガス4Lを入れた別のスマートバック内に添加して希釈充満させた。多孔性配位高分子としてBesolite Z377の25mgをガラス管に秤取し、この希釈ガス0.2Lを前記Besolite Z377に捕集させて試料を調製した。
このようにして録香させたBasolite Z377を300℃、2時間加熱した後、気化したラベンダーエッセンシャルオイルを送風により吸着させ、その後、気化成分をガスクロマトグラフィーで分析した。ガスクロマトグラフィーにはTDU式、ガスクロマトグラフ:Agilent 7890、質量分析計:5975C MSD、カラム:DB−WAX(60m、直径0.25mm、膜厚0.25μm)、キャリアガス:ヘリウム(2.45mL/min)を用い、オーブン温度(保持時間):40℃(3min)−5℃/min−250℃(5min)の条件で分析を行った。
参考として、Besolite Z377の代わりに、におい分析において加熱脱離用捕集充填剤として一般的に用いられるTenax TAを用いて上記と同じ方法でガスクロマトグラフィー分析を行った。本実施例の分析結果を、Tenax TAと対比することにより、Besolite Z377においてラベンダーフランスエッセンシャルオイルの芳香が確実に再現されるかを確認することができる。分析結果を表3に示す。
表3に示すガスクロマトグラフィー分析の結果から、Besolite Z377は、脱着成分やその比率に多少の違いがあるものの、参考例のTenax TAと同じようにエッセンシャルオイルの芳香を確実に再現できることが分かった。
以上のように、本発明による多孔性配位高分子を用いる録香方法は、固体状、液状の芳香成分を化学的安定な状態で小型デバイスに組み込むことができる。それにより前記小型デバイスから好きな時に好きな香りを放出させることができるとともに、繰り返して前記小型デバイスに芳香成分を保存することが可能となる。
Claims (7)
- 多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子を用いた録香方法であって、前記多孔性配位高分子に芳香成分を吸着又は吸蔵させる録香方法。
- 前記録香方法が、前記多孔性配位高分子に前記芳香成分を滴下する工程と、前記多孔性配位高分子及び芳香成分を攪拌する工程とを備える、請求項1に記載の録香方法。
- 前記録香方法が、前記多孔性配位高分子と、前記芳香成分とを容器に封入する工程を備える、請求項1に記載の録香方法。
- さらに、前記容器に送風する工程を備える、請求項3に記載の録香方法。
- 前記多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子が、イミダゾール骨格、フタル酸骨格、トリメシック酸骨格からなる群から選ばれる少なくとも1種類以上の化学構造が含まれる有機配位子を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の録香方法。
- 前記多孔質骨格構造を有する多孔性配位高分子が、Al、Fe、Zn、Cuからなる群から選ばれる少なくとも1種類以上の金属のイオンを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の録香方法。
- 前記芳香成分として、分子量が100〜300である芳香分子を使用する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の録香方法。
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CN116082655A (zh) * | 2023-01-13 | 2023-05-09 | 广东药科大学 | 一种MIL-101(Fe)-PA及其制备方法和应用 |
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- 2018-05-30 JP JP2018103526A patent/JP2019205772A/ja active Pending
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