JP4932141B2 - Method for controlling properties of polymer complexes - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a procedure for modifying a polymer complex, and new various polymer complexes produced by the procedure. <P>SOLUTION: This method for controlling the characteristic of the polymer complex is to modify the characteristic of the polymer complex by a chemical modifier such as an alcohol having &le;500 molecular weight, a ketone, a nitrile, an ether, an amide or inorganic salts. By the method, it is possible to convert the polymer complex to the polymer complexes having various characteristics, such as an adsorption characteristic, etc., by chemical modifications. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&amp;NCIPI

Description

高分子錯体の特性を化学変性により制御する方法に関する。   The present invention relates to a method for controlling characteristics of a polymer complex by chemical modification.

二つ以上の配位部位を有する有機配位子と金属イオンからなる高分子錯体は、原料として様々な金属イオン、対イオン及び配位子を利用可能である。さらに同一の原料を使用していても、立体構造が異なる場合がある。そのため、非常に多種類の物質を作ることが可能である。このような多様な構造を有する高分子錯体には種々の特性の発現が期待されている(非特許文献1)。   A polymer complex composed of an organic ligand having two or more coordination sites and a metal ion can use various metal ions, counter ions and ligands as raw materials. Furthermore, even if the same raw material is used, the three-dimensional structure may be different. Therefore, it is possible to make very many kinds of substances. Such polymer complexes having various structures are expected to exhibit various properties (Non-Patent Document 1).

例えば、内部に多数の空孔を有し、そこに各種の物質を吸着する高分子錯体の機能が近年明らかになった。一般に、活性炭やゼオライト等の吸着剤は、その吸着性能を利用した気体の吸蔵や、気体の種類による吸着能の差を利用した気体分離、あるいは液相吸着による水質浄化等に広く用いられ、特に近年では、環境意識の高まりからメタンや水素等のクリーンなエネルギー源となる気体の吸着貯蔵等が検討されており、この高分子錯体にも同様の工業用途への応用が期待されている(非特許文献2、非特許文献3参照)。   For example, the function of a polymer complex having a large number of pores inside and adsorbing various substances therein has recently been clarified. In general, adsorbents such as activated carbon and zeolite are widely used for gas storage using their adsorption performance, gas separation using the difference in adsorption capacity depending on the type of gas, or water purification by liquid phase adsorption, etc. In recent years, with the growing awareness of the environment, adsorption storage of gases that are clean energy sources such as methane and hydrogen has been studied, and this polymer complex is also expected to be applied to similar industrial uses (non- (See Patent Document 2 and Non-Patent Document 3).

従来のゼオライトや活性炭等と比較して、一般に、高分子錯体は配位結合や水素結合等の弱い分子間相互作用を含むため、ソフト(柔軟)な材料と考えられている。実際にガス圧等の外部刺激によって構造が変化し、ガス吸着特性が変化する例が知られている(非特許文献4、非特許文献5参照)。   Compared to conventional zeolite, activated carbon, and the like, polymer complexes are generally considered to be soft (flexible) materials because they contain weak intermolecular interactions such as coordination bonds and hydrogen bonds. There are known examples in which the structure changes due to an external stimulus such as gas pressure and the gas adsorption characteristics change (see Non-Patent Documents 4 and 5).

このようなガス吸着特性が変化する、いわゆるゲート現象(非特許文献6参照)を生かして、新規なガス吸蔵材料としての利用が考えられている。   Utilizing the so-called gate phenomenon (see Non-Patent Document 6) in which such gas adsorption characteristics change is considered to be used as a novel gas storage material.

また、高分子錯体は多様な構造故に物質吸着以外にも、導電性、触媒、光学材料等としての利用も期待されている。しかし、高分子錯体の実用面での研究例は少なく、高分子錯体の機能を制御する方法は殆ど知られていない。
北川進、集積型金属錯体、講談社サイエンティフィク、2001年、214〜226頁 北川進、集積型金属錯体、講談社サイエンティフィク、2001年、192〜223頁 大川尚士、伊藤翼編、集積型金属錯体の科学、化学同人、2003年、135〜143頁 Kitagawa,S.et al.,Angewandte Chem. Int. Ed.(2003)428 Seki,K.et al.,Phys.Chem.Chem.Phys.,(2002)4,1968〜1971 Onishi,S.et al.,Applied Surface Sci.,196(2002)81〜88
In addition to the adsorption of substances, polymer complexes are expected to be used for conductivity, catalysts, optical materials and the like because of their various structures. However, there are few practical examples of research on polymer complexes, and few methods are known for controlling the functions of polymer complexes.
Susumu Kitagawa, Integrated Metal Complex, Kodansha Scientific, 2001, 214-226 Susumu Kitagawa, Integrated Metal Complex, Kodansha Scientific, 2001, pp. 192-223 Naoshi Okawa, Tsubasa Ito, Science of Integrated Metal Complexes, Chemistry Dojin, 2003, pages 135-143 Kitagawa, S .; et al. , Angelwandte Chem. Int. Ed. (2003) 428 Seki, K .; et al. Phys. Chem. Chem. Phys. , (2002) 4, 1968-1971 Onishi, S .; et al. , Applied Surface Sci. 196 (2002) 81-88.

本発明は、高分子錯体の特性を変化させる手法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the method of changing the characteristic of a polymer complex.

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、高分子錯体に、ある種の化学物質(以下、化学変性剤)を作用させることで、高分子錯体の特性が様々に変化することを見いだし、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the present inventors have made a polymer complex by allowing a certain chemical substance (hereinafter referred to as a chemical modifier) to act on the polymer complex. The present invention was completed by finding that the characteristics of the material changed in various ways.

すなわち、本発明は、化学変性により高分子錯体が有する特性を変化させる方法である。   That is, the present invention is a method for changing the properties of a polymer complex by chemical modification.

本発明は、
ガスのゲート吸脱着能を発現しない下式(i)で表される高分子錯体を、アセトン、エタノールからなる群より選択される1以上の化学変性剤に、直接含浸又は化学変性剤の蒸気に5分間以上作用させて、前記高分子錯体をガスのゲート吸脱着能を発現する高分子錯体に変性させることを特徴とする高分子錯体の特性制御方法である。
(ただし、式中Xは2価の銅イオン、YはBF からなる陰イオン、Lは4,4’−ビピリジルからなる有機配位子を示し、aは2であり、mは0又は0.5以上8以下である。)
The present invention
The polymer complex represented by the following formula (i) that does not exhibit gas gate adsorption / desorption ability is directly impregnated or vaporized into a chemical modifier selected from the group consisting of acetone and ethanol. It is a property control method for a polymer complex characterized in that the polymer complex is modified to a polymer complex that exhibits gas gate adsorption / desorption ability by acting for 5 minutes or more.
(Wherein, X represents a divalent copper ion, Y represents an anion composed of BF 4 , L represents an organic ligand composed of 4,4′-bipyridyl, a is 2, and m is 0 or 0.5 or more and 8 or less.)

本発明の方法によれば、高分子錯体を化学変性することで、多様な特性を有する高分子錯体に変換することができる。すなわち、本発明は、高分子錯体の化学変性方法及びその方法により製造される多様な特性を有する新規な高分子錯体を提供するものである。   According to the method of the present invention, the polymer complex can be converted into a polymer complex having various characteristics by chemically modifying the polymer complex. That is, the present invention provides a method for chemically modifying a polymer complex and a novel polymer complex having various properties produced by the method.

本発明で変性に使用される高分子錯体とは、金属イオンと1分子内に2カ所以上の配位点を有する有機配位子からなる、高次構造を有する金属錯体を意味する。例えば、4,4’−ビピリジルのように分子の両末端に配位点を有する有機配位子と金属塩類からなる高分子錯体の多数の報告例がある(Zaworotko,J.et al.,Chem.Rev.(2001)101,1629〜1658)。高分子錯体には、金属イオンの対イオンとして無機陰イオンを含有する場合と、配位子自身が電荷を持ち、これが対イオンの役割を果たすため無機陰イオンを含まないものがある(Kitagawa,S.et al.,Angew.Chem.Int.Ed.(2003)42,4,428〜431)が、本発明で使用される高分子錯体はいずれであってもかまわない。   The polymer complex used for the modification in the present invention means a metal complex having a higher order structure composed of a metal ion and an organic ligand having two or more coordination points in one molecule. For example, there are many reported examples of polymer complexes composed of an organic ligand having a coordination point at both ends of a molecule and metal salts such as 4,4′-bipyridyl (Zawortko, J. et al., Chem. Rev. (2001) 101, 1629-1658). In the polymer complex, there are a case where an inorganic anion is contained as a counterion of a metal ion, and a case where a ligand itself has a charge and does not contain an inorganic anion because it functions as a counterion (Kitagawa, S. et al., Angew. Chem. Int. Ed. (2003) 42, 4, 428-431), any of the polymer complexes used in the present invention may be used.

無機陰イオンを含む高分子錯体としては、例えば、下記式(i)で表される化合物を例示できる。   Examples of the polymer complex containing inorganic anions include compounds represented by the following formula (i).

(ただし、式中Xは2価の遷移金属イオン、Yは陰イオン、Lは2個の配位部位を有する有機配位子を示し、aはLが帯電しておらずYが1価の陰イオンである場合には2、Lが帯電しておらずYが2価の陰イオンである場合は1、Lが1価に帯電している場合には0であり、mは0又は0.5以上8以下である。)
式(i)で表される化合物の原料を例示する。
(Wherein, X is a divalent transition metal ion, Y is an anion, L is an organic ligand having two coordination sites, a is L is not charged, and Y is monovalent. 2 if L is an anion, 1 if L is not charged and Y is a divalent anion, 0 if L is charged monovalent, m is 0 or 0 .5 or more and 8 or less)
The raw material of the compound represented by Formula (i) is illustrated.

原料の1つは、金属塩であり、XYで表される化合物である。 One of the raw material is a metal salt, a compound represented by XY a.

ここで、Xとして、2価の遷移金属イオン、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛のイオン等が挙げられる。錯体の作り易さと言う点で、好ましくは、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛のイオンであり、さらに好ましくは、ニッケル、銅のイオンである。   Here, as X, a divalent transition metal ion, for example, an ion of iron, cobalt, nickel, copper, zinc or the like can be mentioned. In terms of ease of making a complex, ions of cobalt, nickel, copper, and zinc are preferable, and ions of nickel and copper are more preferable.

また、Yは1価又は2価の陰イオンであり、1価の陰イオンとしては、例えば、Cl、Br、BF 、PF 、CFSO 、CFCO 等の強酸の酸イオンが挙げられる。錯体の作り易さと言う点で、BF 、PF 、CFSO 、CFCO 、さらに好ましくは、BF 、PF 、CFSO が挙げられる。2価の陰イオンとしては、SiF 2−、GeF 2−、SbF 2−、SO 2−等が挙げられる。錯体の作り易さと言う点で、SiF 2−、SO 2−が好ましい。 Y is a monovalent or divalent anion. Examples of the monovalent anion include Cl , Br , BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 −. For example, acid ions of strong acids such as BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , and more preferably BF 4 , PF 6 , and CF 3 SO 3 are mentioned in terms of ease of making the complex. Examples of the divalent anion include SiF 6 2− , GeF 6 2− , SbF 6 2− , SO 4 2− and the like. SiF 6 2− and SO 4 2− are preferable in terms of ease of forming the complex.

さらに、原料のもう一種は、有機配位子Lである。ここで、Lは、分子内の比較的離れた位置に2個の配位部位を有する配位子である。すなわち4,4’−ビピリジル及び分子の両末端に4−ピリジル基を1個ずつ有するA−B−A(A=4−ピリジル基)型の配位子である。ここで、Bとしては、−CH−、−CH=CH−(シス又はトランス)、−CO−NH−、1,4−フェニレン又は置換フェニレン、1,3−フェニレン又は置換フェニレン、2,5−チオフェニル又はその置換体、2,7−フルオレニル又はその置換体および1,4−ジエチニルベンゼン等が挙げられる。比較的安価に入手可能な点で、4,4’−ビピリジル、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−ピリジル)チオフェンおよび1,4−ビス(4−ピリジル)アセチレンが好ましく、汎用品として入手容易と言う点で4,4’−ビピリジルが好ましい。 Furthermore, another kind of raw material is the organic ligand L. Here, L is a ligand having two coordination sites at relatively distant positions in the molecule. That is, it is an ABA (A = 4-pyridyl group) type ligand having 4,4′-bipyridyl and one 4-pyridyl group at both ends of the molecule. Here, as B, —CH 2 —, —CH═CH— (cis or trans), —CO—NH—, 1,4-phenylene or substituted phenylene, 1,3-phenylene or substituted phenylene, 2,5 -Thiophenyl or a substituted product thereof, 2,7-fluorenyl or a substituted product thereof, 1,4-diethynylbenzene and the like. 4,4′-bipyridyl, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene, 1,4-bis (4-pyridyl) thiophene and 1,4-bis (4-pyridyl) are relatively inexpensive ) Acetylene is preferable, and 4,4′-bipyridyl is preferable because it is easily available as a general-purpose product.

また、本発明の高分子錯体は極性を有する物質であるため、水やアルコールやエーテル等を包摂する可能性がある。包摂される水分子の数を表すmは0.5〜8まで様々で、錯体が保存される環境に応じて可逆的に変化する。また、これらは高分子錯体に弱く結合しているだけであり、減圧乾燥等の処理によって除かれ、mが0となる場合もあり、その場合には、式(ii)で示されるような水などを含まない錯体に変化する場合がある。   In addition, since the polymer complex of the present invention is a substance having polarity, it may include water, alcohol, ether or the like. M representing the number of water molecules to be included varies from 0.5 to 8, and reversibly changes depending on the environment in which the complex is stored. In addition, these are only weakly bonded to the polymer complex, and may be removed by a treatment such as drying under reduced pressure, and m may be 0. In such a case, water represented by the formula (ii) may be used. It may change to a complex that does not contain.

(ただし、式中Xは2価の遷移金属イオン、Yは陰イオン、Lは2個の配位部位を有する有機配位子を示し、aはLが帯電しておらずYが1価の陰イオンである場合には2、Lが帯電しておらずYが2価の陰イオンである場合は1、Lが1価に帯電している場合には0となる。)
しかし、これらの錯体は吸湿することで元の式(i)で表される錯体に戻る。そのため、式(ii)で表されるような錯体であっても、本質的には本発明で使用される高分子錯体と同一物と見なすことができる。
(Wherein, X is a divalent transition metal ion, Y is an anion, L is an organic ligand having two coordination sites, a is L is not charged, and Y is monovalent. (In the case of an anion, it is 2, and when L is not charged and Y is a divalent anion, it is 1, and when L is charged monovalent, it is 0.)
However, these complexes return to the original complex represented by the formula (i) by absorbing moisture. Therefore, even a complex represented by the formula (ii) can be regarded as essentially the same as the polymer complex used in the present invention.

また、本発明で変性に使用される無機陰イオンを含まない高分子錯体としては、例えば、下記式(iii)で表される化合物を例示できる。   Moreover, as a polymer complex which does not contain the inorganic anion used for modification | denaturation by this invention, the compound represented by a following formula (iii) can be illustrated, for example.

(ただし、式中Xは2価の遷移金属イオン、Cは芳香族カルボン酸系配位子、L’は2個の配位部位を有する非カルボン酸型配位子を示す。)
式(iii)で表される化合物の原料を例示する。
(Wherein, X represents a divalent transition metal ion, C represents an aromatic carboxylic acid ligand, and L ′ represents a non-carboxylic acid type ligand having two coordination sites.)
Examples of the raw material for the compound represented by formula (iii) are given below.

原料の1つは、遷移金属イオンXを含む金属塩である。ここで、Xは2価の遷移金属イオン、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛のイオン等が挙げられる。錯体の作り易さと言う点で、好ましくは、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛のイオンであり、さらに好ましくは、ニッケル、銅のイオンである。   One of the raw materials is a metal salt containing a transition metal ion X. Here, X is a divalent transition metal ion, for example, an ion of iron, cobalt, nickel, copper, zinc or the like. In terms of ease of making a complex, ions of cobalt, nickel, copper, and zinc are preferable, and ions of nickel and copper are more preferable.

また、Xの対イオンとしては1価又は2価の陰イオンが例示でき、例えば、Cl、Br、BF 、PF 、CFSO 、CFCO 、CHCO 、NO 、SiF 2−、GeF 2−、SO 2−等のイオンが挙げられる。錯体の作り易さと言う点で、BF 、PF 、CFSO 、CFCO 、CHCO 、NO 、SiF 2−、GeF 2−、SO 2−であり、さらに好ましくは、BF 、PF 、CFSO 、CFCO 、CHCO 、NO が挙げられる。 Examples of the counter ion of X include monovalent or divalent anions. For example, Cl , Br , BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , CH 3 Examples thereof include ions such as CO 2 , NO 3 , SiF 6 2− , GeF 6 2− , SO 4 2− . BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , CH 3 CO 2 , NO 3 , SiF 6 2− , GeF 6 2− , SO 4 2- , more preferably BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , CH 3 CO 2 , and NO 3 .

これらの対イオンは、単一のものを使用してもよいし、混合使用してもかまわない。   These counter ions may be used alone or in combination.

例えば、金属塩として銅塩を用いる場合、Cu(BFを単独で使用してもよいし、Cu(BFとCu(OAc)を混合使用してもかまわない。混合比は任意でよい。 For example, when a copper salt is used as the metal salt, Cu (BF 4 ) 2 may be used alone, or Cu (BF 4 ) 2 and Cu (OAc) 2 may be mixed and used. The mixing ratio may be arbitrary.

また、Cは、芳香族カルボン酸系配位子である。芳香族カルボン酸系配位子とは、芳香族にカルボキシル基が1個以上置換した化合物を指す。   C is an aromatic carboxylic acid ligand. An aromatic carboxylic acid-based ligand refers to a compound in which one or more carboxyl groups are substituted on an aromatic group.

カルボキシル基が1個置換した配位子の例としては、安息香酸や4−カルボキシビフェニルのようにカルボキシル基以外の官能基を含まないもの又はカルボキシル基以外の官能基を含む、2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、2,4−ジアミノ安息香酸、2,5−ジアミノ安息香酸、3,5−ジアミノ安息香酸、2−メトキシ安息香酸、3−メトキシ安息香酸、4−メトキシ安息香酸、2,4−ジメトキシ安息香酸、2,5−ジメトキシ安息香酸、3,5−ジメトキシ安息香酸、4−アセトキシ安息香酸、2,4−ジアセトキシ安息香酸、2,5−ジアセトキシ安息香酸、4−アセチル安息香酸、2,4−ジアセチル安息香酸、2,5−ジアセチル安息香酸等を広く例示できる。   Examples of ligands substituted with one carboxyl group include 2-hydroxybenzoic acid containing no functional groups other than carboxyl groups or functional groups other than carboxyl groups such as benzoic acid and 4-carboxybiphenyl. 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4 -Aminobenzoic acid, 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid, 2-methoxybenzoic acid, 3-methoxybenzoic acid, 4-methoxybenzoic acid, 2,4 -Dimethoxybenzoic acid, 2,5-dimethoxybenzoic acid, 3,5-dimethoxybenzoic acid, 4-acetoxybenzoic acid, 2,4-diacetoxybenzoic acid Acid, 2,5-diacetoxy benzoic acid, 4-acetyl benzoic acid, 2,4-diacetyl-benzoic acid can be exemplified widely 2,5 diacetyl benzoate.

また、カルボキシル基を2個以上含む配位子の例としては、テレフタル酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、ピロメリット酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,5−ジメチルテレフタル酸等を例示できる。これらのカルボン酸系配位子は、配位の際には、カルボキシル基の一つが電離し、カルボン酸陰イオンとして配位している。化合物が比較的安価に入手でき、化合物の安定性が高い点で、ヒドロキシ基又はメトキシ基が置換した安息香酸、無置換の安息香酸、テレフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸が好ましい。   Examples of ligands containing two or more carboxyl groups include terephthalic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, pyromellitic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,5-dimethylterephthalic acid. Etc. can be illustrated. In these carboxylic acid-based ligands, one of the carboxyl groups is ionized during coordination and coordinated as a carboxylic acid anion. From the viewpoint that the compound can be obtained relatively inexpensively and the stability of the compound is high, a benzoic acid substituted with a hydroxy group or a methoxy group, an unsubstituted benzoic acid, terephthalic acid, or 4,4'-biphenyldicarboxylic acid is preferable.

さらに、原料のもう一種は、非カルボン酸型配位子L’である。ここで、L’は、分子内の比較的離れた位置に、カルボキシル基ではない2個の配位部位を有する配位子、すなわち、4,4’−ビピリジル又は分子の両末端に4−ピリジル基を1個ずつ有するような配位子、すなわちA−B−A(A=4−ピリジル基)型の配位子である。ここで、Bは、−CH−、−CH=CH−(シス又はトランス)、−CO−NH−、1,4−フェニレン又は置換フェニレン、1,3−フェニレン又は置換フェニレン、2,5−チオフェニル又はその置換体、2,7−フルオレニル又はその置換体、1,4−ジエチニルベンゼン等が挙げられる。比較的安価に入手可能な点で、4,4’−ビピリジル、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−ピリジル)チオフェン、1,4−ビス(4−ピリジル)アセチレン、が好ましく、汎用品として入手容易と言う点で、4,4’−ビピリジルが好ましい。 Furthermore, another kind of raw material is a non-carboxylic acid type ligand L ′. Here, L ′ is a ligand having two coordination sites that are not carboxyl groups at a relatively distant position in the molecule, that is, 4,4′-bipyridyl or 4-pyridyl at both ends of the molecule. It is a ligand having one group at a time, that is, a ligand of ABA (A = 4-pyridyl group) type. Here, B is —CH 2 —, —CH═CH— (cis or trans), —CO—NH—, 1,4-phenylene or substituted phenylene, 1,3-phenylene or substituted phenylene, 2,5- Examples include thiophenyl or a substituted product thereof, 2,7-fluorenyl or a substituted product thereof, and 1,4-diethynylbenzene. 4,4′-bipyridyl, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene, 1,4-bis (4-pyridyl) thiophene, 1,4-bis (4-pyridyl) are relatively inexpensive. ) Acetylene is preferred, and 4,4′-bipyridyl is preferred because it is readily available as a general-purpose product.

[XAL’型高分子錯体の立体構造の例としては、線形の主鎖が集合した態様(図1)や格子状構造(図2)が考えられるが、いずれでもかまわない。 As an example of the three-dimensional structure of the [XA 2 L ′ 2 ] n- type polymer complex, an embodiment in which linear main chains are assembled (FIG. 1) or a lattice structure (FIG. 2) can be considered, but either may be used.

また、本発明の高分子錯体は、極性を有する物質であるため、水やアルコールやエーテル等の有機分子に触れると、水や有機溶媒を含有し、あるいは場合によっては金属イオンと配位子の間に水や有機溶媒の挿入を受け、例えば、式(iv)で示されるような複合錯体に変化する場合がある。   In addition, since the polymer complex of the present invention is a substance having polarity, when it comes into contact with organic molecules such as water, alcohol or ether, it contains water or an organic solvent, or in some cases, metal ions and ligands. In some cases, water or an organic solvent is inserted therebetween, and for example, the complex may be changed to a complex complex represented by the formula (iv).

(ただし、式中Xは2価の遷移金属イオン、Dは安息香酸系配位子、L’は2個の配位部位を有する非カルボン酸型配位子を示す。Zは水、アルコール、エーテル等の低分子を示し、mは0.5以上8以下である。)
しかし、これらの複合錯体中の水やアルコール、エーテル等の有機分子は高分子錯体に弱く結合しているだけであり、減圧乾燥等の処理によって除かれ、元の式(iii)で表される錯体に戻る。そのため、式(iv)で表されるような錯体であっても、本質的には本発明で使用される高分子錯体と同一物と見なすことができる。
(Wherein, X is a divalent transition metal ion, D is a benzoic acid type ligand, L ′ is a non-carboxylic acid type ligand having two coordination sites. Z is water, alcohol, A low molecule such as ether is shown, and m is 0.5 or more and 8 or less.)
However, organic molecules such as water, alcohol and ether in these complex complexes are only weakly bonded to the polymer complex, and are removed by a treatment such as drying under reduced pressure, and represented by the original formula (iii). Return to the complex. Therefore, even a complex represented by the formula (iv) can be regarded as essentially the same as the polymer complex used in the present invention.

本発明の方法では、高分子錯体に種々の化学変性剤を作用させて化学変性することで、多様な特性を有する新規な高分子錯体を製造することが可能である。作用させる化学変性剤としては、高分子錯体と電子的な相互作用をするために、分子内に酸素、窒素、硫黄等のいわゆるヘテロ原子を有する化合物が好ましい。そのような化合物としては、有機分子及び無機塩類が挙げられる。   In the method of the present invention, it is possible to produce a novel polymer complex having various characteristics by chemically modifying the polymer complex with various chemical modifiers. As the chemical modifier to be acted, a compound having a so-called hetero atom such as oxygen, nitrogen, sulfur or the like in the molecule is preferable in order to electronically interact with the polymer complex. Such compounds include organic molecules and inorganic salts.

有機分子の例としては、メタノール、エタノール、2−メトキシエタノール、2−プロパノール、エチレングリコール等の直鎖、あるいは枝分かれのある脂肪族アルコールや、ベンジルアルコール等の芳香環を分子内に有する芳香族アルコールなどのアルコール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の非環状、環状のエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、酢酸エチル等のエステル類、アセトン等のケトン類、ジクロロメタン等のハロゲン系化合物、ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物、ジメチルアセトアミド等のアミド化合物、ジメチルスルホキシ度等のスルホキシド類、ジメチルスルホン等のスルホン類等を広範に例示できる。これらの中では、アルコール、ケトン、ニトリル、エーテル、エステル、アミドが高分子錯体との相互作用が強い点で好ましい。さらに、分子量が小さく、高分子錯体への浸透性が高いと言う点で、メタノール、エタノール、1−プロパノール、エチレングリコール、アセトニトリル、酢酸メチル、酢酸エチル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドが、特に好ましい。また、これらの化合物において、フッ素や塩素等のハロゲン元素を含む、例えば、2,2,2−トリフルオロエタノール、2−クロロエタノール、1,1,1−トリフルオロアセトン等も、高分子錯体と化学変性剤の相互作用が強くなる点で好ましい。スルホン酸等の強酸性化合物やアニリン等の塩基性化合物を用いた場合には高分子錯体が分解する虞がある。また、ヘキサン等のヘテロ原子を含まない化学物質は、高分子錯体との相互作用が弱い虞がある。これらは、単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いても良い。   Examples of organic molecules include linear or branched aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, 2-methoxyethanol, 2-propanol and ethylene glycol, and aromatic alcohols having an aromatic ring such as benzyl alcohol in the molecule. Alcohols such as diethyl ether and tetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, esters such as ethyl acetate, ketones such as acetone, halogen compounds such as dichloromethane, benzene, toluene A wide range of aromatic compounds such as dimethylacetamide, sulfoxides such as dimethylsulfoxy degree, sulfones such as dimethylsulfone, and the like. Among these, alcohols, ketones, nitriles, ethers, esters, and amides are preferable because of strong interaction with the polymer complex. Furthermore, in terms of low molecular weight and high permeability to polymer complexes, methanol, ethanol, 1-propanol, ethylene glycol, acetonitrile, methyl acetate, ethyl acetate, diethyl ether, tetrahydrofuran, acetone, benzene, toluene, Xylene, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide are particularly preferred. In addition, in these compounds, for example, 2,2,2-trifluoroethanol, 2-chloroethanol, 1,1,1-trifluoroacetone and the like containing halogen elements such as fluorine and chlorine are also included in the polymer complex. This is preferable in that the interaction of the chemical modifier becomes strong. When a strongly acidic compound such as sulfonic acid or a basic compound such as aniline is used, the polymer complex may be decomposed. In addition, chemical substances that do not contain heteroatoms such as hexane may have a weak interaction with the polymer complex. These may be used alone or in combination of two or more.

無機塩類の例としては、ふっ化銅(II)、塩化銅(II)、臭化銅(II)、酢酸銅(II)、硫酸銅(II)、トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)、トリフルオロ酢酸銅(II)、塩化ニッケル(II)、臭化ニッケル(II)、塩化銀(I)、臭化銀(I)等の遷移金属の塩類や、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、ヘキサフルオロけい酸アンモニウム、ヘキサフルオロりん酸アンモニウム等のアンモニウム塩類等を広範に例示できる。溶解性が高く、高分子錯体との相互作用が強い点で、遷移金属の酢酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、トリフルオロ酢酸塩及びアンモニウム塩類が好ましい。これらは、単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いても良い。   Examples of inorganic salts include copper (II) fluoride, copper (II) chloride, copper (II) bromide, copper (II) acetate, copper (II) sulfate, copper (II) trifluoromethanesulfonate, trifluoro Transition metal salts such as copper (II) acetate, nickel chloride (II), nickel bromide (II), silver chloride (I), silver bromide (I), ammonium chloride, ammonium bromide, hexafluorosilicic acid A wide range of ammonium salts such as ammonium and ammonium hexafluorophosphate can be exemplified. Transition metal acetates, trifluoromethanesulfonates, trifluoroacetates and ammonium salts are preferred because of their high solubility and strong interaction with the polymer complex. These may be used alone or in combination of two or more.

有機分子の場合、高分子錯体への浸透性の点から、化学変性剤の分子量は500以下、好ましくは300以下である。   In the case of organic molecules, the molecular weight of the chemical modifier is 500 or less, preferably 300 or less, from the viewpoint of permeability to the polymer complex.

化学変性剤による変性は、化学変性剤を高分子錯体に作用させることで行われる。例えば、化学変性剤が、エタノールやアセトンのように、常温において液体であれば、化学変性剤に直接高分子錯体を含浸させたり、化学変性剤の蒸気を高分子錯体に曝露させたりすることで変性を行うことができる。また、化学変性剤が常温で固体の場合は、化学変性剤を溶媒に溶解させ、そこに高分子錯体を浸漬することで、化学変性することができる。   The modification with the chemical modifier is performed by causing the chemical modifier to act on the polymer complex. For example, if the chemical modifier is liquid at room temperature, such as ethanol or acetone, the chemical modifier can be directly impregnated with the polymer complex, or the chemical modifier vapor can be exposed to the polymer complex. Denaturation can be performed. Moreover, when a chemical modifier is solid at normal temperature, chemical modification can be carried out by dissolving a chemical modifier in a solvent and immersing a polymer complex there.

化学変性剤の使用量は、高分子錯体に含まれる金属原子を基準として、好ましくは0.2モル倍〜10000モル倍、より好ましくは1モル倍〜5000モル倍である。量が少ない場合には、変性が不十分となる虞がある。化学変性剤が液体の場合は、大過剰に用いた後に減圧蒸留等で化学変性剤を回収する方法も推奨される。この場合は、後に化学変性剤を回収することができるので、化学変性剤を5000モル倍を越える大過剰量用いても問題はない。   The amount of the chemical modifier used is preferably 0.2 mol times to 10000 mol times, more preferably 1 mol times to 5000 mol times, based on the metal atom contained in the polymer complex. If the amount is small, the denaturation may be insufficient. When the chemical denaturant is liquid, a method of recovering the chemical denaturant by distillation under reduced pressure after use in a large excess is also recommended. In this case, since the chemical modifier can be recovered later, there is no problem even if the chemical modifier is used in a large excess amount exceeding 5000 mol times.

化学変性剤の作用時間は、好ましくは5分〜20日、より好ましくは、4時間〜3日である。作用時間が短すぎる場合は変性が不十分となる可能性があり、作用時間が長すぎる場合には変性が過剰となり、高分子錯体が分解する可能性がある。   The action time of the chemical modifier is preferably 5 minutes to 20 days, more preferably 4 hours to 3 days. If the action time is too short, modification may be insufficient. If the action time is too long, modification may be excessive and the polymer complex may be decomposed.

化学変性剤を作用させる際の温度は、好ましくは−20℃〜100℃、より好ましくは0℃〜80℃である。温度が低すぎる場合には変性が不十分となる可能性があり、変性温度が高すぎる場合には変性が過剰となり、高分子錯体が分解する可能性がある。   The temperature at which the chemical modifier is allowed to act is preferably -20 ° C to 100 ° C, more preferably 0 ° C to 80 ° C. If the temperature is too low, modification may be insufficient, and if the modification temperature is too high, modification may be excessive and the polymer complex may be decomposed.

反応は、通常のガラスライニングのSUS製の反応容器及び機械式攪拌機を使用して行うことができる。変性終了後は、液体に高分子錯体を含浸した場合には、固体状態の高分子錯体を濾過したり、あるいは減圧により化学変性剤を除去したりすることで、変性された高分子錯体を取り出すことが可能である。また、化学変性剤が固体で、溶媒に溶かして高分子錯体に作用させた場合には、固体状態の高分子錯体を濾過した後、化学変性剤を溶解できる溶媒で洗浄することで、変性された高分子錯体を取り出すことが可能である。   The reaction can be carried out using an ordinary glass-lined SUS reaction vessel and a mechanical stirrer. After the modification, when the liquid is impregnated with the polymer complex, the modified polymer complex is taken out by filtering the solid polymer complex or removing the chemical modifier under reduced pressure. It is possible. In addition, when the chemical modifier is solid and dissolved in a solvent to act on the polymer complex, it is denatured by filtering the solid polymer complex and then washing with a solvent that can dissolve the chemical modifier. It is possible to remove the polymer complex.

本発明の方法により、高分子錯体に新規な特性を付与することが可能である。   By the method of the present invention, it is possible to impart new characteristics to the polymer complex.

化学変性剤の作用の1つとして、例えば、化学変性以前にはなかった吸着特性が、変性により発現することが挙げられる。また、別の作用としては、ガスのゲート吸脱着能の特性変更が挙げられる。ガスのゲート吸脱着能とは、高分子錯体をガス吸着材として使用した場合、ある一定の圧力まではガスを吸着しないが、ある一定圧を越えるとガス吸着が始まり、また、ガス放出に関しては、一定圧まではガスを放出しないが、一定圧以下になるとガスを急激に放出する特性を指す(Kitagawa,S.et al,Angewandte Chem.Int.Ed.(2003)428)。このゲート吸脱着能を生かすことで、ガスのゲート吸脱着能を有する材料(以下、ゲート材料)のガス吸蔵材としての利用への期待が高まっている。   As one of the actions of the chemical denaturing agent, for example, an adsorption characteristic that did not exist before the chemical denaturation is expressed by the denaturation. Further, as another action, there is a change in the characteristics of the gas gate adsorption / desorption ability. Gas adsorption / desorption ability of gas means that, when a polymer complex is used as a gas adsorbent, gas is not adsorbed up to a certain pressure, but gas adsorption starts when a certain pressure is exceeded. It refers to the characteristic that gas is not released up to a certain pressure, but gas is suddenly released when the pressure falls below a certain pressure (Kitagawa, S. et al, Agewandte Chem. Int. Ed. (2003) 428). By making use of this gate adsorption / desorption capability, there is an increasing expectation for the use of a material having gas gate adsorption / desorption capability (hereinafter referred to as gate material) as a gas storage material.

ゲート材料の応用例として、ガス分離の目的で圧力スイング吸着方式(以下「PSA方式」と略記)のガス吸着材として用いる場合は、吸着と脱着の圧力差が小さいほど所要動力を小さくできるので、エネルギー的に好ましくなる。よって、吸着と脱着の圧力差が小さいゲート材料は、PSA用途として好適に使用できる。また、何らかの装置、例えば、自動車エンジンに付属のガスタンク向けの吸着材では、ガス放出圧は、エンジンが稼働する圧力よりは高い程度の圧力でガスを保持できることが好ましい。不必要に圧力が高い場合、タンクの強度が必要になるためである。かといって、ガス保持圧が低すぎる場合は、エンジンの稼働に支障を来すため、ある程度の圧力でガスを保持できることが重要である。この点、ゲート材料は、ある一定圧でガスを放出するため、その一定圧が装置に必要とされる圧力に合致する場合には、好適に使用することができる。   As an application example of the gate material, when it is used as a gas adsorbent for the pressure swing adsorption method (hereinafter referred to as “PSA method”) for the purpose of gas separation, the required power can be reduced as the pressure difference between adsorption and desorption decreases. Energetically favorable. Therefore, a gate material having a small pressure difference between adsorption and desorption can be suitably used as a PSA application. Moreover, in an adsorbent for a gas tank attached to an automobile engine, for example, it is preferable that the gas discharge pressure can hold the gas at a pressure higher than the pressure at which the engine operates. This is because when the pressure is unnecessarily high, the strength of the tank is required. On the other hand, when the gas holding pressure is too low, the operation of the engine is hindered, so it is important that the gas can be held at a certain pressure. In this respect, since the gate material releases the gas at a certain constant pressure, it can be suitably used when the constant pressure matches the pressure required for the apparatus.

本発明の方法では、ゲート材料に対して化学変性を行うことで、このゲート吸脱着能を変化させることが可能である。ガスの吸脱着圧力は、適用する方法や装置に応じて決められるもので、一概にどの圧力が好ましいとは言えないが、変性によりゲート吸着圧とゲート脱着圧差が小さくなることは、PSA用途としては好ましいと言える。   In the method of the present invention, the gate adsorption / desorption ability can be changed by chemically modifying the gate material. The gas adsorption / desorption pressure is determined according to the method and apparatus to be applied, and it cannot be said which pressure is generally preferred. However, the difference in gate adsorption pressure and gate desorption pressure due to denaturation is small for PSA applications. Is preferable.

本発明の反応系では、化学変性剤による変性の機構は、以下のようであると推察される。例えば、ゲート材料である[Cu(BF(bpy)(HO)は、格子状の層が積層した構造を有し、この積層構造がガス圧等の外部の刺激でずれて、構造変化を起こすと考えられている。従来のようなガス刺激では、単に、細孔が無い状態と格子が完全にずれて細孔が最大に開いた状態の2相の間での変換が生じていると考えられる(図3)。一方、化学変性剤は、高分子錯体に対してガスよりも強い相互作用を有するため、前述の2相以外の相、例えば、格子が半ばずれて、細孔が半分露出しているような、従来とは異なる立体構造を有する新たな相が生じ、これが新たな機能を発現すると推測できる(図4、5)。すなわち、この場合には、化学変性剤は高分子錯体の内部に残留する必然性はなく、変性作用として、新たな構造の錯体を生成させる働きを有する。また、別のメカニズムとしては、化学変性処理後にも化学変性剤が高分子錯体の格子内に微量残存し、これがガスが進入してきた際の格子のずれを円滑化させる触媒のような働きを有しているのではないかと推測できる(図6)。いずれにせよ、化学変性剤としては、高分子錯体と相互作用を有するようなヘテロ原子を含む化学物質が好ましいが、これらは推測に過ぎず、本発明を限定するものではない。 In the reaction system of the present invention, the mechanism of denaturation with a chemical denaturant is assumed to be as follows. For example, [Cu (BF 4 ) 2 (bpy) 2 (H 2 O) 2 ] n which is a gate material has a structure in which lattice-like layers are stacked, and this stacked structure is an external stimulus such as gas pressure. It is thought that it causes a structural change. In conventional gas stimulation, it is considered that the conversion between the two phases, in which there is no pore and in which the lattice is completely shifted and the pores are opened to the maximum, occurs (FIG. 3). On the other hand, since the chemical modifier has a stronger interaction than the gas with respect to the polymer complex, a phase other than the above-described two phases, for example, the lattice is shifted halfway and the pores are half exposed, It can be inferred that a new phase having a three-dimensional structure different from the conventional one is generated, and that this expresses a new function (FIGS. 4 and 5). That is, in this case, the chemical modifier does not necessarily remain inside the polymer complex, and has a function of generating a complex having a new structure as a modifying action. Another mechanism is that a small amount of the chemical modifier remains in the lattice of the polymer complex after the chemical modification treatment, and this acts as a catalyst that facilitates the displacement of the lattice when gas enters. It can be inferred that this is happening (FIG. 6). In any case, the chemical modifier is preferably a chemical substance containing a heteroatom that interacts with the polymer complex, but these are only speculations and do not limit the present invention.

高分子錯体は、用途に応じて選ばれるため、一義的に決定できるものではないが、ここでは、[Cu(BF(bpy)(HO)(式中、bpyは4,4’−ビピリジルを表す)を例に取り、説明する。高分子錯体[Cu(BF(bpy)(HO)は、ほうふっ化銅(II)水溶液と、bpyのメタノール溶液を60℃に加熱しながら混合し、得られた粉体を減圧乾燥することで得られる。 Since the polymer complex is selected according to the use, it cannot be uniquely determined, but here, [Cu (BF 4 ) 2 (bpy) 2 (H 2 O) 2 ] n (where bpy Represents 4,4′-bipyridyl). Polymer complex [Cu (BF 4 ) 2 (bpy) 2 (H 2 O) 2 ] n is obtained by mixing an aqueous solution of copper (II) borofluoride and a methanol solution of bpy while heating to 60 ° C. It is obtained by drying the dried powder under reduced pressure.

(実施例1、2)
吸着材として、高分子錯体[Cu(BF(bpy)(HO)50mgをテフロン(登録商標)コックにより密閉が可能なベルソープ36(日本ベル社製)用ガラス測定管に入れ、さらに表1に示す化学変性剤2mLを加え、密栓をした後、所定時間、室温で本吸着材に作用させた(表1に具体的条件を記載)。その後、ロータリーポンプを用いて10分間室温で減圧し、化学変性剤を除き、さらに3Paで10時間減圧乾燥した。その後、化学変性された吸着材の77Kでの窒素の吸着特性を評価した(図7、8に吸着等温線を示す。図は横軸が77Kでの窒素の相対圧であり、縦軸が吸着材1g当たりの窒素ガスの標準状態での吸着量を示す)。その結果、エタノール処理、アセトン処理のいずれでも300ml/g(STP)以上のガス吸着を示した。一方、化学変性されていない吸着材では、同様の測定を行った場合、窒素は吸着量が30ml/g(STP)以下であった(図9)。
(Examples 1 and 2)
Glass measurement for bell soap 36 (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.) capable of sealing 50 mg of polymer complex [Cu (BF 4 ) 2 (bpy) 2 (H 2 O) 2 ] n with a Teflon (registered trademark) cock as an adsorbent. After putting in a tube and adding 2 mL of the chemical denaturant shown in Table 1 and sealing it, the adsorbent was allowed to act at room temperature for a predetermined time (specific conditions are described in Table 1). Thereafter, the pressure was reduced at room temperature for 10 minutes using a rotary pump, the chemical denaturant was removed, and the resultant was further dried under reduced pressure at 3 Pa for 10 hours. Thereafter, the adsorption property of nitrogen at 77K of the chemically modified adsorbent was evaluated (the adsorption isotherm is shown in FIGS. 7 and 8. The horizontal axis represents the relative pressure of nitrogen at 77K, and the vertical axis represents the adsorption. The amount of nitrogen gas adsorbed per gram of the material in the standard state is shown). As a result, gas adsorption of 300 ml / g (STP) or more was shown in both ethanol treatment and acetone treatment. On the other hand, in the adsorbent not chemically modified, when the same measurement was performed, the adsorption amount of nitrogen was 30 ml / g (STP) or less (FIG. 9).

また、303Kでのメタンガスの吸着特性を評価した(図10、エタノール処理有り)。また、比較のため、変性をしていない錯体を125℃、3Pa以下で加熱減圧乾燥することで活性化した後の303Kでのメタンガスの吸脱着等温線を示す(図10、未処理)。一方、化学変性も加熱減圧処理もしていない吸着材では同様の測定を行った場合、メタンは吸着量が1質量%以下であった。   In addition, the adsorption characteristics of methane gas at 303 K were evaluated (FIG. 10, with ethanol treatment). For comparison, an adsorption / desorption isotherm of methane gas at 303 K after activation of the unmodified complex by heating under reduced pressure at 125 ° C. and 3 Pa or less is shown (FIG. 10, untreated). On the other hand, when the same measurement was performed on an adsorbent that was not chemically modified or heated and reduced in pressure, the adsorbed amount of methane was 1% by mass or less.

化学変性する前の本吸着材は、100℃以上で減圧乾燥の前処理を行わないとガス吸着特性が発現しないが、化学変性剤で変性した高分子錯体では、室温で減圧乾燥するだけで窒素ガス吸着特性を発現した(図7、8、10参照)。すなわち、化学変性剤での化学変性により、加熱減圧処理をすることなくガス吸着能を有する高分子錯体に変換することができた。さらに、化学変性した後の高分子錯体では、ガス吸蔵量は化学変性前とほとんど同等のままで、吸着立ち上がり圧力(ゲート圧力)が低下しており、より低圧でのガス貯蔵が可能な高分子錯体に変換することができた(図7、8、10参照)。また、メタンガスの吸脱着では、化学変性により、変性前と比較して、吸着と脱着の圧力差を小さくすることができた(図10、横軸はメタンガス圧力、縦軸はメタン吸着量をそれぞれ示す)。   This adsorbent before chemical modification does not exhibit gas adsorption characteristics unless it is pretreated at 100 ° C. or higher under reduced pressure. However, in the case of a polymer complex modified with a chemical modifier, nitrogen is simply dried at room temperature. Gas adsorption characteristics were developed (see FIGS. 7, 8 and 10). That is, by chemical modification with a chemical modifier, it could be converted into a polymer complex having a gas adsorption ability without being subjected to heat and pressure reduction treatment. Furthermore, in the polymer complex after chemical modification, the amount of gas occlusion remains almost the same as that before chemical modification, the adsorption rising pressure (gate pressure) decreases, and the polymer can store gas at a lower pressure. It could be converted into a complex (see FIGS. 7, 8, and 10). In addition, in the adsorption / desorption of methane gas, the pressure difference between adsorption and desorption was reduced by chemical modification compared with that before modification (FIG. 10, the horizontal axis represents the methane gas pressure, and the vertical axis represents the methane adsorption amount. Show).

(実施例3)
吸着材として、高分子錯体[Cu(BF(bpy)(HO)50mgをガラス容器に入れ、一回り大きな密栓可能なガラス容器に入れた。外側と内側の容器の間にメタノール3mLを入れ、密栓をし、12日間、高分子錯体をメタノール蒸気に曝露した。その後、吸湿しないように窒素気流下で開封し、ベルソープ36(日本ベル社製)用ガラス測定管に変性した高分子錯体を入れ、実施例1、2と同様に、窒素吸着特性を評価した。結果を図11に示す。メタノールガスにより化学変性した場合は、原料となる高分子錯体を125℃で活性化した場合と、同等の窒素吸脱着特性であった。すなわち、メタノールガスにより化学変性することで、加熱活性化をすることなく、ガス吸着特性が発現することがわかった。
(Example 3)
As an adsorbent, 50 mg of a polymer complex [Cu (BF 4 ) 2 (bpy) 2 (H 2 O) 2 ] n was placed in a glass container and placed in a glass container that can be sealed once. 3 mL of methanol was placed between the outer and inner containers, sealed, and the polymer complex was exposed to methanol vapor for 12 days. Thereafter, the polymer complex was opened in a nitrogen stream so as not to absorb moisture, and the modified polymer complex was put into a glass tube for Bell Soap 36 (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.). The nitrogen adsorption characteristics were evaluated in the same manner as in Examples 1 and 2. The results are shown in FIG. When chemically modified with methanol gas, the nitrogen adsorption and desorption characteristics were the same as when the polymer complex as the raw material was activated at 125 ° C. That is, it has been found that gas adsorption characteristics are exhibited without chemical activation by methanol modification.

本発明により、高分子錯体の機能を変化させたり新たな機能を付与することが可能になる。それを利用し、例えば、元々は特性を有さない高分子錯体に、ガス吸着特性、導電性や光学特性等の新たな特性を付与することができる可能性がある。あるいは、元々ある特性を変化させる、例えば、ガス吸着特性では、吸着量、吸脱着圧力、吸着ガス種等を変化させることができる可能性がある。   According to the present invention, the function of the polymer complex can be changed or a new function can be imparted. Using this, for example, there is a possibility that new properties such as gas adsorption properties, conductivity, and optical properties can be imparted to a polymer complex that originally has no properties. Alternatively, there is a possibility that an amount of adsorption, an adsorption / desorption pressure, an adsorbed gas type, and the like can be changed in a gas adsorption characteristic that originally changes a characteristic.

[XAL’型高分子錯体の立体構造の例である。[XA 2 L ′ 2 ] is an example of a three-dimensional structure of an n- type polymer complex. [XAL’型高分子錯体の立体構造の他の例である。[XA 2 L ′ 2 ] is another example of a three-dimensional structure of an n- type polymer complex. 高分子錯体の細孔の開閉の態様である。It is an aspect of opening and closing the pores of the polymer complex. 化学変性により生じた、高分子錯体の新規な構造である。It is a novel structure of a polymer complex produced by chemical modification. 化学変性により生じた、高分子錯体の新規な他の構造である。It is another novel structure of a polymer complex produced by chemical modification. 化学変性により生じた、高分子錯体の新規な別の構造である。It is another novel structure of a polymer complex produced by chemical modification. 実施例1の化学変性した錯体の窒素吸脱着等温線である。2 is a nitrogen adsorption / desorption isotherm of the chemically modified complex of Example 1. FIG. 実施例2化学変性した錯体の窒素吸脱着等温線である。Example 2 is a nitrogen adsorption / desorption isotherm of a chemically modified complex. 化学変性をされていない錯体の窒素吸脱着等温線である。It is a nitrogen adsorption / desorption isotherm of a complex which has not been chemically modified. 実施例2の化学変性した錯体のメタン吸脱着等温線である。2 is a methane adsorption / desorption isotherm of the chemically modified complex of Example 2. FIG. 実施例3の化学変性した錯体の窒素吸脱着等温線である。3 is a nitrogen adsorption / desorption isotherm of the chemically modified complex of Example 3. FIG.

Claims (4)

ガスのゲート吸脱着能を発現しない下式(i)で表される高分子錯体を、アセトン、エタノールからなる群より選択される1以上の化学変性剤に、直接含浸又は化学変性剤の蒸気に5分間以上作用させて、前記高分子錯体をガスのゲート吸脱着能を発現する高分子錯体に変性させることを特徴とする高分子錯体の特性制御方法。
(ただし、式中Xは2価の銅イオン、YはBF からなる陰イオン、Lは4,4’−ビピリジルからなる有機配位子を示し、aは2であり、mは0又は0.5以上8以下である。)
The polymer complex represented by the following formula (i) that does not exhibit gas gate adsorption / desorption ability is directly impregnated or vaporized into a chemical modifier selected from the group consisting of acetone and ethanol. A method for controlling the properties of a polymer complex , wherein the polymer complex is allowed to act for 5 minutes or longer to modify the polymer complex into a polymer complex that exhibits gas gate adsorption / desorption ability .
(Wherein, X represents a divalent copper ion, Y represents an anion composed of BF 4 , L represents an organic ligand composed of 4,4′-bipyridyl, a is 2, and m is 0 or 0.5 or more and 8 or less .)
前記ガスが、窒素またはメタンである、請求項記載の高分子錯体の特性制御方法。 It said gas is nitrogen or methane, characteristic control method of the polymer complex of claim 1, wherein. 化学変性剤を、5分〜20日間作用させる、請求項1又は2に記載の高分子錯体の特性制御方法。 The method for controlling characteristics of a polymer complex according to claim 1 or 2 , wherein the chemical modifier is allowed to act for 5 minutes to 20 days. 化学変性剤を、−20℃〜100℃の温度で作用させる、請求項1〜のいずれか1項記載の高分子錯体の特性制御方法。 The method for controlling characteristics of a polymer complex according to any one of claims 1 to 3 , wherein the chemical modifier is allowed to act at a temperature of -20 ° C to 100 ° C.
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