課題番号 ：S-19-KU-0047
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：二次元配位高分子ナノ粒子の熱膨張率およびゲスト応答性に関する研究
Program Title (English) ：Studies on thermal expansion behavior and guest responsivities of two-dimensional coordination polymer nano-particles
利用者名（日本語） ：大谷　亮
Username (English) ：Ryo Ohtani
所属名（日本語） ：九州大学大学院理学研究院
Affiliation (English) ：Kyushu university

１．概要（Summary ）
本研究では、二次元ホフマン型配位高分子 MnPd(CN)4 の合成を行い、溶媒修飾による構造変化、また異方的熱膨張による構造特性の変化について検討を行った。構造解析の結果、同一または異なる溶媒で修飾された二次元配位高分子は、それぞれシート間が広がる異方的な熱膨張挙動を示した。

２．実験（Experimental）
拡散反射スペクトル測定
利用機器：紫外可視近赤外分光測定装置

３．結果と考察（Results and Discussion）
まず、K2[Pd(CN)4] 錯体配位子および Mn(NO3)2 を 1:1 の割合で H2O/MeOH 中で混合することで、異なる溶媒分子で修飾された二次元ホフマン型配位高分子 Mn(H2O)2[Pd(CN)4]xH2O (1xH2O ; x = 0, 1, and 4), Mn(H2O)(MeOH)[Pd(CN)4]2MeOH (22MeOH) および Mn(MeOH)2[Pd(CN)4]MeOH (3MeOH) を合成した。
全ての化合物に対して単結晶 X 線構造解析を行うことで、構造を決定した。同一の溶媒分子で修飾された 1H2O, 14H2O および3MeOH はそれぞれ波打った二次元シート構造を形成している一方で、異なる溶媒分子で修飾された 22MeOH は、”Janus” 型の平らな二次元シート構造を形成していることが明らかになった。それぞれの化合物に対して、温度可変の単結晶X線構造解析を行うことで、二次元配位高分子の熱膨張挙動の評価を行った。1H2O および 14H2O は、シート間が広がる構造変化を伴った異方的な熱膨張挙動を示した。22MeOH は、温度上昇に伴い二次元シートがずれたような構造変化を起こし、それと同時にシート間では colossal 型の熱膨張挙動を示すことが明らかになった。3MeOH は、シート間が広がる構造変化を伴った colossal 型の熱膨張挙動を示した。

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) Homo- and heterosolvent modifications of Hofmann-type flexible two-dimensional layers for colossal interlayer thermal expansions, R. Ohtani, J. Yanagisawa, H. Matsunari, M. Ohba, L. F. Lindoy, S. Hayami, Inorg. Chem. 2019, 58, 12739-12747

６．関連特許（Patent）
なし