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JP6007650B2 - Photofunctional material, water-splitting photocatalyst, and method for producing photofunctional material - Google Patents
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JP6007650B2 - Photofunctional material, water-splitting photocatalyst, and method for producing photofunctional material - Google Patents

Photofunctional material, water-splitting photocatalyst, and method for producing photofunctional material Download PDF

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Description

本発明は、光機能性材料、該光機能性材料を用いた酸化還元反応光触媒及び水分解光触媒、並びに該光機能性材料の製造に好適な金属錯体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a photofunctional material, a redox reaction photocatalyst and a water splitting photocatalyst using the photofunctional material, a metal complex suitable for producing the photofunctional material, and a method for producing the same.

近年、枯渇問題や環境問題を有する化石燃料に代わり、クリーンなエネルギー資源として、太陽エネルギーが注目されており、種々の光機能性材料を用いることで、光エネルギーを有効利用することが期待されている。このような光エネルギーの利用技術の1つとしては、例えば、光エネルギーを利用して水を分解し、化学エネルギーの取り出しに有用な水素に変換する技術が知られており、その鍵となる光機能性材料として、水分解光触媒の研究が活発に行なわれている。   In recent years, solar energy has attracted attention as a clean energy resource in place of fossil fuels that have depletion problems and environmental problems, and it is expected that light energy will be used effectively by using various optical functional materials. Yes. As one of such utilization techniques of light energy, for example, a technique for decomposing water using light energy and converting it into hydrogen useful for extraction of chemical energy is known. As a functional material, research on water-splitting photocatalyst has been actively conducted.

従来は、水分解光触媒として酸化物半導体が用いられてきた。酸化物半導体を用いてなる水分解光触媒では、バンドギャップ以上のエネルギーを有する光を吸収することで、価電子帯の電子が伝導帯に励起され、生じた伝導帯の電子による還元で水素を生じさせ、価電子帯の正孔による酸化で酸素を生じさせて、水を分解する。このとき、酸化物半導体は、通常バンドギャップが大きいので、価電子帯の電子が伝導帯に励起されるためには紫外光を必要とする。例えば、非特許文献1には、紫外光照射によって高い量子収率を示す酸化物半導体が開示されている。   Conventionally, an oxide semiconductor has been used as a water-splitting photocatalyst. A water-splitting photocatalyst using an oxide semiconductor absorbs light having energy greater than the band gap, whereby electrons in the valence band are excited to the conduction band, and hydrogen is generated by reduction by electrons in the generated conduction band. Then, oxygen is generated by oxidation by holes in the valence band, and water is decomposed. At this time, since an oxide semiconductor usually has a large band gap, ultraviolet light is required to excite electrons in the valence band to the conduction band. For example, Non-Patent Document 1 discloses an oxide semiconductor that exhibits a high quantum yield when irradiated with ultraviolet light.

J.Am.Chem.Soc.2003,125,3082−3089J. et al. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3082-3089

しかしながら、紫外光は太陽光の中にわずかしか含まれていないため、太陽光の約半分を占める可視光に応答する水分解光触媒が求められていた。ここでは、光機能性材料として水分解光触媒を例に挙げたが、その他の光機能性材料の分野でも同様に、光エネルギーの有効利用の観点から、可視光に応答する材料が求められていた。   However, since only a small amount of ultraviolet light is contained in sunlight, a water-splitting photocatalyst that responds to visible light, which accounts for about half of sunlight, has been demanded. Here, a water-splitting photocatalyst is cited as an example of a photofunctional material. Similarly, in the field of other photofunctional materials, a material that responds to visible light has been demanded from the viewpoint of effective use of light energy. .

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、可視光に応答可能である新規の光機能性材料、該光機能性材料を用いた水分解光触媒等の酸化還元反応触媒、並びに該光機能性材料の製造に好適な新規の金属錯体及びその製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a novel photofunctional material capable of responding to visible light, a redox reaction catalyst such as a water-splitting photocatalyst using the photofunctional material, and the light. It is an object of the present invention to provide a novel metal complex suitable for the production of a functional material and a production method thereof.

上記課題を解決するため、
本発明の第一の態様は、下記式(1)で表される化合物がチタン原子に配位している配位高分子と、金属粒子又は前記配位高分子以外のその他の金属錯体と、を含む光機能性材料である。
To solve the above problem,
In a first aspect of the present invention, a coordination polymer in which a compound represented by the following formula (1) is coordinated to a titanium atom , metal particles or other metal complexes other than the coordination polymer, Is an optical functional material.

Figure 0006007650
(式中、Pは、R及びR以外に置換基を有していてもよい、ベンゼン、ナフタレン、アズレン、アントラセン、テトラセン又はペンタセンから、「m+n」個の水素原子を除いてなる芳香族炭化水素基、るいはマンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム及び白金の原子から選ばれる1種の金属原子と単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された配位子とで構成された金属錯体部位を有する基であり、前記芳香族炭化水素基が1以上の単結合で連結された基であってもよく;
は式「−CO 」又は「−CO H」で表される基あり;mは2以上の整数であり、Pが前記金属錯体部位を有する基である場合、mは4以下であり、複数あるRは互いに同一であっても異なっていてもよく;
は、ハロゲン原子、又は式「−OH」、「−OR」、「−NH」、「−NR 」もしくは「−NO」で表される基(ここで、Rは炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基であり、式「−NR 」において2個のRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。)であり;nは、Pが炭素数6の芳香族炭化水素基である場合には1以上の整数であり、それ以外の場合には0以上の整数であり、nが2以上の整数である場合、複数あるRは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
Figure 0006007650
(In the formula, P is an aromatic group obtained by removing “m + n” hydrogen atoms from benzene, naphthalene, azulene, anthracene, tetracene or pentacene, which may have a substituent other than R a and R b. hydrocarbon group, Oh Rui manganese, iron, cobalt, nickel, connected by one metal atom and a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a phenyl group selected from the atoms of ruthenium and platinum one or more single bond A group having a metal complex site composed of a ligand formed, and the aromatic hydrocarbon group may be a group linked by one or more single bonds;
R a formula "-CO 2 -" is a group represented by or "-CO 2 H"; m is an integer of 2 or more, if P is a group having the metal complex sites, m is 4 And a plurality of R a may be the same or different from each other;
R b is a halogen atom or a group represented by the formula “—OH”, “—OR B ”, “—NH 2 ”, “—NR B 2 ” or “—NO 2 ” (where R B is alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, two R B in the formula "-NR B 2" may being the same or different.) in Yes; n is an integer of 1 or more when P is an aromatic hydrocarbon group having 6 carbon atoms; otherwise, it is an integer of 0 or more; and n is an integer of 2 or more The plurality of R b may be the same as or different from each other. )

本発明の第一の態様の光機能性材料は、前記Pが、R及びR以外に置換基を有していてもよい、ベンゼン、ナフタレン、アズレン、アントラセン、トラセン又はペンタセンから、「m+n」個の水素原子を除いてなる芳香族炭化水素基であることが好ましい。
また、本発明の第一の態様の光機能性材料は、前記Pが、R及びR以外に置換基を有していてもよい、2−フェニルピリジン、2,2’−ビピリジン、5,5’−ビスフェニル−2,2’−ビピリジン、1,3−ビス(2−ピリジル)ベンゼン、2,2’:6’,2’’−テルピリジン、4−フェニル−2,2’:6’,2’’−テルピリジン又は2,2’:6’,2’’:6’’,2’’’−クォータピリジンから、「m+n」個の水素原子を除いてなる基を含む金属錯体部位を有する基であることが好ましい。
A first aspect of an optical functional material of the present invention, the P may have a substituent other than R a and R b, benzene, naphthalene, azulene, anthracene, from Te anthracene or pentacene, " It is preferably an aromatic hydrocarbon group formed by removing m + n ”hydrogen atoms.
In the photofunctional material according to the first aspect of the present invention, the P may have a substituent other than R a and R b , 2-phenylpyridine, 2,2′-bipyridine, 5 , 5′-bisphenyl-2,2′-bipyridine, 1,3-bis (2-pyridyl) benzene, 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine, 4-phenyl-2,2 ′: 6 Metal Complex Site Containing a Group Excluding “m + n” Hydrogen Atoms from “, 2 ″ -Terpyridine or 2,2 ′: 6 ′, 2 ″: 6 ″, 2 ′ ″-Quarterpyridine It is preferable that it is group which has.

た、本発明の第二の態様は、第一の態様の光機能性材料を用いてなる水分解光触媒である。 Also, a second aspect of the present invention is a water splitting photocatalyst obtained by using the optical functional material of the first aspect.

また、本発明の第三の態様は、前記光機能性材料の製造方法であって、前記式(1)で表される化合物と、チタン原子を含む1種又は2種以上の金属塩と、を反応させて、前記配位高分子を得る工程と、得られた前記配位高分子と、金属粒子又は前記配位高分子以外のその他の金属錯体と、を混合する工程と、を含む光機能性材料の製造方法である。 The third aspect of the present invention is a method for producing the optical functional material, wherein the compound represented by the formula (1), one or more metal salts containing a titanium atom, And a step of mixing the obtained coordination polymer with metal particles or other metal complexes other than the coordination polymer. This is a method for producing a functional material .

本発明の第三の態様の光機能性材料の製造方法においては、前記式(1)で表される化合物と、前記金属塩とを、60〜250℃の範囲で加熱することによって反応させることが好ましい。In the method for producing a photofunctional material according to the third aspect of the present invention, the compound represented by the formula (1) and the metal salt are reacted by heating in the range of 60 to 250 ° C. Is preferred.

本発明によれば、可視光に応答可能である新規の光機能性材料、該光機能性材料を用いた水分解光触媒等の酸化還元反応触媒、並びに該光機能性材料の製造に好適な新規の金属錯体及びその製造方法を提供できる。   According to the present invention, a novel photofunctional material capable of responding to visible light, a redox reaction catalyst such as a water-splitting photocatalyst using the photofunctional material, and a novel novel suitable for production of the photofunctional material The metal complex and its production method can be provided.

実施例1で得られた金属錯体(A)の77Kにおける窒素の吸着等温線を示すグラフである。4 is a graph showing an adsorption isotherm of nitrogen at 77K of the metal complex (A) obtained in Example 1. 実施例2で得られた金属錯体(B)の粉末X線回折パターンを示すグラフである。4 is a graph showing a powder X-ray diffraction pattern of the metal complex (B) obtained in Example 2. 実施例3で得られた金属錯体(C)の粉末X線回折パターンを示すグラフである。4 is a graph showing a powder X-ray diffraction pattern of the metal complex (C) obtained in Example 3. 実施例4で得られた光機能性材料(A1)の77Kにおける窒素の吸着等温線を示すグラフである。It is a graph which shows the adsorption | suction isotherm of nitrogen in 77K of the optical functional material (A1) obtained in Example 4.

本発明の光機能性材料は、下記式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」ということがある。)と、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、ストロンチウム、イットリウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、銀、カドミウム、バリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金からなる群から選ばれる1種又は2種以上の金属原子を含む1種又は2種以上の金属塩と、を含む混合物を、反応させることによって得られた金属錯体を含む。   The optical functional material of the present invention includes a compound represented by the following formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “compound (1)”), magnesium, aluminum, calcium, scandium, titanium, vanadium, chromium, Manganese, iron, cobalt, nickel, copper, gallium, strontium, yttrium, niobium, molybdenum, ruthenium, palladium, silver, cadmium, barium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, One or more metal salts containing one or more metal atoms selected from the group consisting of erbium, thulium, ytterbium, lutetium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold; , A mixture comprising, containing a metal complex obtained by reacting.

Figure 0006007650
(式中、Pは、R及びR以外に置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基、π電子共役系を有する縮環複素環式基、あるいは周期表第2族〜第12族から選ばれる1種の金属原子と単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された配位子とで構成された金属錯体部位を有する基であり、前記芳香族炭化水素基及び/又はπ電子共役系を有する縮環複素環式基が1以上の単結合で連結された基であってもよく;
は式「−CO」、「−SO」、「−PO 」、「−CO 」、「−SO 」、「−PO(R」又は「−C≡N」で表される基(ここで、Rは水素原子、アルカリ金属原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。)であり;mは2以上の整数であり、Pが前記金属錯体部位を有する基である場合、mは4以下であり、複数あるRは互いに同一であっても異なっていてもよく;
は、ハロゲン原子、又は式「−OH」、「−OR」、「−NH」、「−NR 」もしくは「−NO」で表される基(ここで、Rは炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基であり、式「−NR 」において2個のRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。)であり;nは、Pが炭素数6の芳香族炭化水素基である場合には1以上の整数であり、それ以外の場合には0以上の整数であり、nが2以上の整数である場合、複数あるRは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
Figure 0006007650
(Wherein P is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent other than R a and R b , a condensed heterocyclic group having a π-electron conjugated system, or Group 2 of the periodic table) A group having a metal complex site composed of one kind of metal atom selected from Group 12 and a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a ligand in which a phenyl group is linked by one or more single bonds. And the aromatic hydrocarbon group and / or the condensed heterocyclic group having a π-electron conjugated system may be a group connected by one or more single bonds;
R a formula "-CO 2 R A", "- SO 3 R A", "- PO 4 R A 2", "- CO 2 -", "- SO 3 -", "- PO 4 (R A ) - "Or" -C≡N "(wherein R A is a hydrogen atom, an alkali metal atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms); m is an integer of 2 or more And when P is a group having the metal complex moiety, m is 4 or less, and a plurality of Ra may be the same or different from each other;
R b is a halogen atom or a group represented by the formula “—OH”, “—OR B ”, “—NH 2 ”, “—NR B 2 ” or “—NO 2 ” (where R B is alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, two R B in the formula "-NR B 2" may being the same or different.) in Yes; n is an integer of 1 or more when P is an aromatic hydrocarbon group having 6 carbon atoms; otherwise, it is an integer of 0 or more; and n is an integer of 2 or more The plurality of R b may be the same as or different from each other. )

本明細書において、複数あるものが「互いに同一であっても異なっていてもよい」とは、複数あるものが「すべて同一であってもよいし、すべて異なっていてもよく、一部のみが同一であってもよい」ことを意味する。   In the present specification, a plurality of "may be the same or different from each other" means that a plurality of "may be all the same or all different, only a part of It may be the same. "

まず、前記化合物(1)について説明する。化合物(1)は、前記式(1)で表される。
式(1)中、Pは、芳香族炭化水素基、π電子共役系を有する縮環複素環式基、あるいは周期表第2族〜第12族から選ばれる1種の金属原子と単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された配位子とで構成された金属錯体部位を有する基である。
前記芳香族炭化水素基は、単環式及び縮環式のいずれでもよく、好ましいものの例としては、ベンゼン、ナフタレン、アズレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、クリセン、トリフェニレン、ピレン、ペンタセン、ピセン、ペリレン、アクリジン、コロネン等の芳香族炭化水素化合物から、「m+n」個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。そして、前記芳香族炭化水素化合物は、化合物(1)の合成が容易で、光機能性材料の可視光吸収特性がより優れる点から、好ましくはベンゼン、ナフタレン、アズレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、クリセン、トリフェニレン、ピレン、ペンタセン、ピセン、ペリレン又はアクリジンであり、より好ましくはベンゼン、ナフタレン、アズレン、アントラセン、テトラセン又はペンタセンである。
First, the compound (1) will be described. The compound (1) is represented by the formula (1).
In the formula (1), P represents an aromatic hydrocarbon group, a condensed heterocyclic group having a π electron conjugated system, or one metal atom selected from Groups 2 to 12 of the periodic table and a monocyclic aromatic group. Group having a metal complex site composed of a group heterocyclic group and / or a ligand in which a phenyl group is linked by one or more single bonds.
The aromatic hydrocarbon group may be monocyclic or condensed, and preferable examples include benzene, naphthalene, azulene, anthracene, phenanthrene, tetracene, chrysene, triphenylene, pyrene, pentacene, picene, perylene, Examples include groups obtained by removing “m + n” hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon compound such as acridine and coronene. The aromatic hydrocarbon compound is preferably benzene, naphthalene, azulene, anthracene, phenanthrene, tetracene, chrysene from the viewpoint that the synthesis of the compound (1) is easy and the visible light absorption property of the optical functional material is more excellent. , Triphenylene, pyrene, pentacene, picene, perylene or acridine, more preferably benzene, naphthalene, azulene, anthracene, tetracene or pentacene.

前記縮環複素環式基は、π電子共役系を有し、2以上の環が縮環した基であって、2以上の環の少なくとも1つが環構造を構成する原子としてヘテロ原子を有する基であればよい。ここで、「ヘテロ原子」の好ましい例としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子が挙げられる。複素環が有するヘテロ原子は1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上の場合には、これらヘテロ原子は、互いに同一であっても異なっていてもよい。   The condensed heterocyclic group is a group having a π-electron conjugated system in which two or more rings are condensed, and at least one of the two or more rings has a hetero atom as an atom constituting the ring structure. If it is. Here, preferred examples of the “hetero atom” include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. The hetero ring may have only one hetero atom, or two or more hetero atoms, and in the case of two or more hetero atoms, these hetero atoms may be the same as or different from each other.

前記縮環複素環式基の好ましい例としては、インドール、イソインドール、ベンゾイミダゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ポルフィリン、フタロシアニン等の縮環複素環式化合物から、「m+n」個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。そして、前記縮環複素環式化合物は、前記化合物(1)の合成が容易で、光機能性材料の可視光吸収特性がより優れる点から、好ましくはインドール、イソインドール、ベンゾイミダゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、カルバゾール、ジベンゾフラン又はジベンゾチオフェンである。なお、ポルフィリン及びフタロシアニンは、その中心部分に周期表第1族から第14族までのいずれかの元素を含んだものでもよい。   Preferred examples of the condensed heterocyclic group include indole, isoindole, benzimidazole, purine, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, cinnoline, pteridine, acridine, phenazine, carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, porphyrin, phthalocyanine and the like. Examples include a group formed by removing “m + n” hydrogen atoms from a ring heterocyclic compound. The condensed heterocyclic compound is preferably indole, isoindole, benzimidazole, purine, quinoline from the viewpoint that the compound (1) can be easily synthesized and the optical functional material has better visible light absorption characteristics. , Isoquinoline, quinoxaline, cinnoline, pteridine, acridine, phenazine, carbazole, dibenzofuran or dibenzothiophene. In addition, porphyrin and phthalocyanine may contain any element from Group 1 to Group 14 of the periodic table at the center thereof.

前記金属錯体部位を有する基において、周期表第2族〜第12族から選ばれる1種の金属原子は、好ましくは周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の原子である。これらのなかでも、好ましくはバナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム又はイッテルビウムの原子であり、より好ましくはバナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、イリジウム又は白金の原子であり、さらに好ましくはマンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム又は白金の原子であり、特に好ましくはマンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム又は白金の原子であり、最も好ましくはルテニウム又は白金の原子である。   In the group having the metal complex part, one type of metal atom selected from Groups 2 to 12 of the periodic table is preferably one type of atom selected from Groups 5 to 11 of the periodic table and lanthanoids. . Among these, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, cerium, praseodymium, neodymium, promethium , Samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium or ytterbium atoms, more preferably vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, iridium or Platinum atom, more preferably manganese, iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, osmium, iridium or platinum atom, particularly preferably manganese, iron, Barth, nickel, an atom of ruthenium or platinum, most preferably atoms ruthenium or platinum.

前記金属錯体部位を構成する配位子部位は、単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結されたものから、最大で「m+n」個の水素原子を除いてなる基であり、前記単環芳香族複素環式基は、含窒素単環芳香族複素環式基(単環芳香族複素環の環構造を構成する原子として窒素原子を有する基)であることが好ましい。
前記金属錯体部位を構成する配位子部位は、少なくとも単環芳香族複素環式基が連結されたものから、最大で「m+n」個の水素原子を除いてなる基が好ましく、その例としては、フェニルピリジン、ビピリジン、ビスフェニルビピリジン、ビスフェニルフェナントロリン、ビスピリジルベンゼン、テルピリジン、4−フェニルテルピリジン、4’,4’’−ビスフェニルテルピリジン、クォータピリジン、ビピラジン、2,2’−ビピリミジン、2,6−ビス(ピラジン−2−イル)ピリジン、2,6−ビス(ピリミジン−2−イル)ピリジン、4−フェニル−2,6−ビスピラジニルピリジン、4−フェニル−2,6−ビス(ピリミジン−2−イル)ピリジン、2,4,6−トリス(ピリジン−2−イル)−1,3,5−トリアジン又は2,4,6−トリス(ピリミジン−2−イル)−1,3,5−トリアジン等の、単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された化合物から、最大で「m+n」個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。
The ligand site constituting the metal complex site is a group in which a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a phenyl group are linked by one or more single bonds, and at most “m + n” hydrogen atoms are excluded. The monocyclic aromatic heterocyclic group is a nitrogen-containing monocyclic aromatic heterocyclic group (a group having a nitrogen atom as an atom constituting the ring structure of the monocyclic aromatic heterocyclic ring). It is preferable.
The ligand part constituting the metal complex part is preferably a group formed by removing at most “m + n” hydrogen atoms from at least monocyclic aromatic heterocyclic groups linked. , Phenylpyridine, bipyridine, bisphenylbipyridine, bisphenylphenanthroline, bispyridylbenzene, terpyridine, 4-phenylterpyridine, 4 ′, 4 ″ -bisphenylterpyridine, quarterpyridine, bipyrazine, 2,2′-bipyrimidine, 2,6-bis (pyrazin-2-yl) pyridine, 2,6-bis (pyrimidin-2-yl) pyridine, 4-phenyl-2,6-bispyrazinylpyridine, 4-phenyl-2,6- Bis (pyrimidin-2-yl) pyridine, 2,4,6-tris (pyridin-2-yl) -1,3,5-triazine or 2,4 , 6-tris (pyrimidin-2-yl) -1,3,5-triazine, etc., from a compound in which a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a phenyl group are linked by one or more single bonds, And a group formed by removing “m + n” hydrogen atoms.

単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された化合物として、好ましくはフェニルピリジン、ビピリジン、ビスフェニルビピリジン、ビスフェニルフェナントロリン、ビスピリジルベンゼン、テルピリジン、4−フェニルテルピリジン又は2,2’−ビピリミジンが挙げられ、より好ましくは2−フェニルピリジン、2,2’−ビピリジン、5,5’−ビスフェニル−2,2’−ビピリジン、1,3−ビス(2−ピリジル)ベンゼン、2,2’:6’,2’’−テルピリジン、4−フェニル−2,2’:6’,2’’−テルピリジン、2,2’:6’,2’’:6’’,2’’’−クォータピリジンが挙げられる。   As a compound in which a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a phenyl group are connected by one or more single bonds, preferably phenylpyridine, bipyridine, bisphenylbipyridine, bisphenylphenanthroline, bispyridylbenzene, terpyridine, 4-phenyl Terpyridine or 2,2′-bipyrimidine is preferable, and 2-phenylpyridine, 2,2′-bipyridine, 5,5′-bisphenyl-2,2′-bipyridine, 1,3-bis (2 -Pyridyl) benzene, 2,2 ': 6', 2 "-terpyridine, 4-phenyl-2,2 ': 6', 2" -terpyridine, 2,2 ': 6', 2 ": 6 '', 2 '' '-quarterpyridine.

そして、単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された化合物として、さらに好ましくは2,2’−ビピリジン、5,5’−ビスフェニル−2,2’−ビピリジン、2,2’:6’,2’’−テルピリジン、4−フェニル−2,2’:6’,2’’−テルピリジンが挙げられ、特に好ましくは2,2’−ビピリジン、4−フェニル−2,2’:6’,2’’−テルピリジンが挙げられる。   Further, as a compound in which a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a phenyl group are linked by one or more single bonds, 2,2′-bipyridine, 5,5′-bisphenyl-2,2 ′ is more preferable. -Bipyridine, 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine, 4-phenyl-2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine, particularly preferably 2,2′-bipyridine, 4- Phenyl-2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine.

前記金属錯体部位を構成する配位子部位の数は1個でもよいし、2個以上でもよい。すなわち、前記金属錯体部位を有する基は、1個の前記金属原子と1個の配位子部位とで構成されたものでもよいし、1個の前記金属原子と2個以上の配位子部位とで構成されたものでもよい。
そして、配位子部位が2個以上である場合、後述するm個のRとn個のRは、いずれも1個の配位子部位のみが有していてもよいし、2個以上の配位子部位が分散して有していてもよく、2個以上の配位子部位が分散して有する場合、すべての配位子部位が有していてもよい。
前記金属錯体部位を構成する配位子部位の数は、組み合わされる前記金属原子と配位子部位の種類によって制限される。
The number of ligand sites constituting the metal complex site may be one, or two or more. That is, the group having the metal complex part may be composed of one metal atom and one ligand part, or one metal atom and two or more ligand parts. It may be composed of
And when there are two or more ligand moieties, both m R a and n R b described later may have only one ligand moiety, or two The above ligand sites may be dispersed, and when two or more ligand sites are dispersed, all the ligand sites may have.
The number of ligand sites constituting the metal complex site is limited by the type of metal atom and ligand site combined.

前記金属錯体部位を有する基において、前記金属原子は、前記配位子部位以外に補助配位子を有していてもよい。前記補助配位子は、1種でもよいし、2種以上でもよい。   In the group having the metal complex part, the metal atom may have an auxiliary ligand in addition to the ligand part. The auxiliary ligand may be one type or two or more types.

前記補助配位子の例としては、ハロゲン化物イオン(フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン)、酸化物イオン、硫化物イオン、水酸化物イオン、水素化物イオン、シアン化物イオン、チオシアン酸イオン、カルボニル等の無機配位子が挙げられる。
また、前記補助配位子の例としては、トリアルキルアミン系化合物(トリエチルアミン、ジエチルプロピルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリエチレンジアミン等)、アルコキシドイオン(メトキシドイオン、エトキシドイオン、イソプロポキシドイオン等)、酢酸イオン、アセチルアセトナートイオン、置換されていてもよいシクロペンタジエニルアニオン類(シクロペンタジエニルアニオン、インデニルアニオン、フルオレニルアニオン等)、置換されていてもよい有機リン化合物(トリフェニルホスフィン、1,2−ビスジフェニルホスフィノエタン、1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン等)、置換されていてもよい含窒素複素環式化合物(ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、2,2’−ビピリジン、フェナントロリン等)、置換されていてもよい2−フェニルピリジンラジカルアニオン、置換されていてもよいカルボン酸のアニオン(シュウ酸イオン、マロン酸イオン、コハク酸イオン、フタル酸イオン、安息香酸のアニオン、サリチル酸のアニオン等)、置換されていてもよいジオキソレン類(カテコラート、ortho−セミキノネート、ortho−ベンゾキノン等)、置換されていてもよいジチオレン類(ortho−ベンゼンジチオラート、3,5−シクロヘキサジエンー1,2−ジチオン等)等の有機配位子が挙げられる。ここで、「置換されていてもよい」とは、1個以上の水素原子が水素原子以外の原子又は基で置換されていてもよいことを意味し、置換される水素原子の数は特に限定されない。
Examples of the auxiliary ligand include halide ions (fluoride ions, chloride ions, bromide ions, iodide ions), oxide ions, sulfide ions, hydroxide ions, hydride ions, cyanide ions. Inorganic ligands such as thiocyanate ion and carbonyl.
Examples of the auxiliary ligand include trialkylamine compounds (triethylamine, diethylpropylamine, tripropylamine, triisopropylamine, triethylenediamine, etc.), alkoxide ions (methoxide ions, ethoxide ions, isopropoxy ions). Ion), acetate ion, acetylacetonate ion, optionally substituted cyclopentadienyl anion (cyclopentadienyl anion, indenyl anion, fluorenyl anion, etc.), organic substituted Phosphorus compounds (triphenylphosphine, 1,2-bisdiphenylphosphinoethane, 1,3-bisdiphenylphosphinopropane, etc.), optionally substituted nitrogen-containing heterocyclic compounds (pyrazine, pyridazine, pyrimidine, 2, 2'-bipyridine , Phenanthroline, etc.), optionally substituted 2-phenylpyridine radical anion, optionally substituted carboxylic acid anion (oxalate ion, malonate ion, succinate ion, phthalate ion, benzoic acid anion, Salicylic acid anion, etc.), optionally substituted dioxolenes (catecholate, ortho-semiquinonate, ortho-benzoquinone, etc.), optionally substituted dithiolenes (ortho-benzenedithiolate, 3,5-cyclohexadiene-1) , 2-dithione) and the like. Here, “may be substituted” means that one or more hydrogen atoms may be substituted with atoms or groups other than hydrogen atoms, and the number of substituted hydrogen atoms is particularly limited. Not.

前記置換されていてもよいシクロペンタジエニルアニオン類、置換されていてもよい有機リン化合物、置換されていてもよい含窒素複素環式化合物、置換されていてもよい2−フェニルピリジンラジカルアニオン、置換されていてもよいカルボン酸のアニオン、置換されていてもよいジオキソレン類、及び置換されていてもよいジチオレン類等における前記置換基は、好ましくはハロゲン原子、炭素数が4以下の鎖状炭化水素基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等)又はメチル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよいフェニル基である。   The optionally substituted cyclopentadienyl anion, the optionally substituted organic phosphorus compound, the optionally substituted nitrogen-containing heterocyclic compound, the optionally substituted 2-phenylpyridine radical anion, The substituent in the anion of an optionally substituted carboxylic acid, an optionally substituted dioxolene, an optionally substituted dithiolene, etc. is preferably a halogen atom, a chain carbonization having 4 or less carbon atoms. Phenyl optionally substituted by a hydrogen group (methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, etc.) or a methyl group or a halogen atom It is a group.

金属錯体部位の安定性や光機能性材料の性能から、前記補助配位子は、好ましくは塩化物イオン、酸化物イオン、水酸化物イオン、チオシアン酸イオン、カルボニル、置換されていてもよいシクロペンタジエニルアニオン類、置換されていてもよい有機リン化合物、置換されていてもよい含窒素複素環式化合物、置換されていてもよいジオキソレン類であり、より好ましくは塩化物イオン、水酸化物イオン、チオシアン酸イオン、カルボニル、置換されていてもよい含窒素複素環式化合物、置換されていてもよいジオキソレン類であり、さらに好ましくは塩化物イオン、チオシアン酸イオン、置換されていてもよい含窒素複素環式化合物、置換されていてもよいジオキソレン類であり、最も好ましくは塩化物イオン、チオシアン酸イオン、置換されていてもよい含窒素複素環式化合物である。   The auxiliary ligand is preferably a chloride ion, an oxide ion, a hydroxide ion, a thiocyanate ion, a carbonyl, an optionally substituted cyclohexane from the viewpoint of the stability of the metal complex site and the performance of the optical functional material. Pentadienyl anions, optionally substituted organophosphorus compounds, optionally substituted nitrogen-containing heterocyclic compounds, optionally substituted dioxolenes, more preferably chloride ions, hydroxides Ion, thiocyanate ion, carbonyl, optionally substituted nitrogen-containing heterocyclic compound, optionally substituted dioxolene, more preferably chloride ion, thiocyanate ion, optionally substituted Nitrogen heterocyclic compounds and optionally substituted dioxolenes, most preferably chloride ions, thiocyanate ions, Is a nitrogen-containing heterocyclic compound be.

また、前記金属錯体部位を有する基においては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、ピリジン、アセトン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、トルエン、キシレン等の溶媒分子が配位していてもよい。
配位する溶媒分子は、錯体の製造で用いる溶媒の種類に依存するが、錯体の安定性、錯体製造時の反応性、反応時の取扱い上の安全性等から、好ましくは水、メタノール、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド又はN,N−ジメチルアセトアミドであり、より好ましくは水又はメタノールである。
In the group having the metal complex part, water, methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, 1,4-dioxane, pyridine, acetone, acetonitrile, N, N-dimethylformamide, Solvent molecules such as N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, benzene, toluene and xylene may be coordinated.
The solvent molecule to be coordinated depends on the type of solvent used in the production of the complex, but is preferably water, methanol, acetonitrile from the stability of the complex, reactivity during complex production, safety in handling during reaction, etc. N, N-dimethylformamide or N, N-dimethylacetamide, more preferably water or methanol.

前記Pは、前記芳香族炭化水素基及び/又はπ電子共役系を有する縮環複素環式基が、1以上の単結合で連結された基であってもよい。   The P may be a group in which the aromatic hydrocarbon group and / or a condensed heterocyclic group having a π electron conjugated system is connected by one or more single bonds.

前記芳香族炭化水素基及び/又はπ電子共役系を有する縮環複素環式基が、1以上の単結合で連結された基において、前記単結合の数は、金属錯体製造時の前記化合物(1)の溶解性が良好である点から、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜6、さらに好ましくは1〜4である。   In the group in which the aromatic hydrocarbon group and / or the condensed heterocyclic group having a π-electron conjugated system is connected by one or more single bonds, the number of the single bonds is the compound ( From the point that the solubility of 1) is good, it is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and further preferably 1 to 4.

前記芳香族炭化水素基及び/又はπ電子共役系を有する縮環複素環式基が、1以上の単結合で連結された基の例としては、ビフェニル、ターフェニル、2,4,6−トリフェニルベンゼン、5,10,15,20−テトラフェニルポルフィリン等の芳香族化合物から、「m+n」個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。   Examples of the group in which the aromatic hydrocarbon group and / or the condensed heterocyclic group having a π electron conjugated system are linked by one or more single bonds include biphenyl, terphenyl, 2,4,6-tri Examples include groups obtained by removing “m + n” hydrogen atoms from an aromatic compound such as phenylbenzene and 5,10,15,20-tetraphenylporphyrin.

前記Pは、後述するR及びR以外に置換基を有していてもよく、該置換基の数が2以上である場合には、これら置換基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。該置換基としては、1個以上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されたシリル基;炭素数1〜30のアルキル基が挙げられる。 The P may have a substituent other than R a and R b described later, and when the number of substituents is 2 or more, these substituents may be the same or different from each other. May be. Examples of the substituent include a silyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; and an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

前記シリル基における炭素数1〜4のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよいが、直鎖状又は分岐鎖状であることが好ましく、その例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。該アルキル基が2〜3個の場合(シリル基におけるアルキル基による置換数が2〜3の場合)、これらアルキル基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。   The alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in the silyl group may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear or branched, and examples thereof include a methyl group, Examples include ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group. When the alkyl group is 2 to 3 (when the substitution number of the silyl group with the alkyl group is 2 to 3), these alkyl groups may be the same as or different from each other.

前記炭素数1〜30のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、単環式及び多環式のいずれでもよい。
前記炭素数1〜30のアルキル基は、炭素数が好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10であり、その例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、2,2−ジメチルペンチル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、3,3−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,2,3−トリメチルブチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、トリシクロデシル基が挙げられる。
The alkyl group having 1 to 30 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and when it is cyclic, it may be monocyclic or polycyclic.
The alkyl group having 1 to 30 carbon atoms preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms. Examples thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n- Butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3- Methylpentyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, n-heptyl group, 2-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 2,2-dimethylpentyl group, 2,3-dimethyl Pentyl group, 2,4-dimethylpentyl group, 3,3-dimethylpentyl group, 3-ethylpentyl group, 2,2,3-trimethylbutyl group, n-octyl , Isooctyl group, nonyl group, decyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group, norbornyl group, isobornyl group, 1-adamantyl group, 2- Examples include an adamantyl group and a tricyclodecyl group.

前記Pが有するR及びR以外の置換基は、前記化合物(1)の合成が容易である点から、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基である。 The substituent other than R a and R b possessed by P is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, from the viewpoint of easy synthesis of the compound (1). N-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, and tert-butyl group.

前記式(1)中、Rは式「−CO」、「−SO」、「−PO 」、「−CO 」、「−SO 」、「−PO(R」又は「−C≡N」で表される基である。ここで、Rは水素原子、アルカリ金属原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。
における前記アルカリ金属原子の例としては、リチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子、ルビジウム原子、セシウム原子が挙げられる。
における炭素数1〜4のアルキル基は、前記Pが有するR及びR以外の置換基としての炭素数1〜4のアルキル基と同じである。
In the formula (1), R a is represented by the formula “—CO 2 R A ”, “—SO 3 R A ”, “—PO 4 R A 2 ”, “—CO 2 ”, “—SO 3 ”, It is a group represented by “—PO 4 (R A ) ” or “—C≡N”. Here, RA is a hydrogen atom, an alkali metal atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Examples of the alkali metal atom in RA include a lithium atom, a sodium atom, a potassium atom, a rubidium atom, and a cesium atom.
The C1-C4 alkyl group in RA is the same as the C1-C4 alkyl group as substituents other than R <a> and R <b > which P has.

後述するように陽イオンと相互作用するため、前記Rは、陰イオンになり得る式「−CO」、「−SO」又は「−PO 」で表される基、あるいは陰イオンである式「−CO 」、「−SO 」又は「−PO(R」で表される基であることが好ましく、陽イオンとの相互作用の強さの点から、式「−CO」又は「−CO 」で表される基であることがより好ましい。
また、陰イオンになり易いという点から、RAは水素原子又はアルカリ金属原子であることが好ましい。そして、陽イオンとの相互作用時に生成する無機塩の除去が省略できる点から、RAは水素原子であることがより好ましい。
Since Ra interacts with a cation as described later, R a is represented by the formula “—CO 2 R A ”, “—SO 3 R A ” or “—PO 4 R A 2 ” which can be an anion. Or a group represented by the formula “—CO 2 ”, “—SO 3 ” or “—PO 4 (R A ) ” which is an anion, and interaction with a cation From the viewpoint of the strength, it is more preferably a group represented by the formula “—CO 2 R A ” or “—CO 2 ”.
In addition, from the viewpoint of easily becoming an anion, R A is preferably a hydrogen atom or an alkali metal atom. R A is more preferably a hydrogen atom because the removal of the inorganic salt produced during the interaction with the cation can be omitted.

前記式(1)中、mは2以上の整数である。そして、前記化合物(1)は、金属間を架橋する配位子として作用するため、mは好ましくは2〜8、より好ましくは2〜6、さらに好ましくは2〜4である。ただし、Pが前記金属錯体部位を有する基である場合、mは4以下である。
複数あるRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。そして、化合物(1)の合成が容易である点からは、Rはすべて同一であることが好ましい。
In the formula (1), m is an integer of 2 or more. And since the said compound (1) acts as a ligand bridge | crosslinking between metals, m becomes like this. Preferably it is 2-8, More preferably, it is 2-6, More preferably, it is 2-4. However, when P is a group having the metal complex part, m is 4 or less.
A plurality of Ra may be the same as or different from each other. And from the point that the synthesis | combination of a compound (1) is easy, it is preferable that all Ra is the same.

前記式(1)中、Rは、ハロゲン原子、又は式「−OH」、「−OR」、「−NH」、「−NR 」もしくは「−NO」で表される基である。ここで、Rは炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基であり、式「−NR 」において2個のRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。 In the formula (1), R b is a halogen atom or a group represented by the formula “—OH”, “—OR B ”, “—NH 2 ”, “—NR B 2 ” or “—NO 2 ”. It is. Here, R B is an alkyl group, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms having 1 to 4 carbon atoms, two R B in the formula "-NR B 2" is not being the same or different May be.

における前記ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom in R b include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

における炭素数1〜4のアルキル基は、前記Pが有するR及びR以外の置換基としての炭素数1〜4のアルキル基と同じである。 Alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R B are the same as the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms as a substituent other than R a and R b wherein P has.

における炭素数6〜10のアリール基は、単環式及び縮環式のいずれでもよく、その例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1個以上の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基等で置換された置換基を有するフェニル基が挙げられる。ここで、フェニル基における置換基としての炭素数1〜4のアルキル基は、前記Pが有するR及びR以外の置換基としての炭素数1〜4のアルキル基と同じであり、該アルキル基が2個以上の場合(フェニル基における置換基の数が2以上の場合)、これらアルキル基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。前記置換基を有するフェニル基の例としては、トルエン、o−キシレン(1,2−ジメチルベンゼン)、m−キシレン(1,3−ジメチルベンゼン)又はp−キシレン(1,4−ジメチルベンゼン)の芳香環から1個の水素原子を除いてなる基が挙げられる。 Aryl group having 6 to 10 carbon atoms in R B may be either monocyclic and fused-ring, and examples thereof include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl group in which one or more hydrogen atoms And a phenyl group having a substituent substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Here, the C1-C4 alkyl group as a substituent in a phenyl group is the same as the C1-C4 alkyl group as substituents other than R <a> and R <b > which said P has, and this alkyl When the number of groups is 2 or more (when the number of substituents in the phenyl group is 2 or more), these alkyl groups may be the same as or different from each other. Examples of the phenyl group having the substituent include toluene, o-xylene (1,2-dimethylbenzene), m-xylene (1,3-dimethylbenzene) or p-xylene (1,4-dimethylbenzene). And a group formed by removing one hydrogen atom from an aromatic ring.

前記式(1)中、nは、前記Pが炭素数6の芳香族炭化水素基(ベンゼンから水素原子を除いてなる基)である場合には1以上の整数であり、それ以外の場合には0以上の整数である。前記Rは、式(1)中のPの吸収波長を長波長化させる効果を有する。そして、nをこのように設定することで、後述する金属錯体において、可視光に対する応答感度を向上させることができる。
そして、Pが炭素数6の芳香族炭化水素基である場合、nは、好ましくは1〜4、より好ましくは1〜3である。また、Pが炭素数6の芳香族炭化水素基以外である場合、nは、好ましくは0〜4、より好ましくは0〜3、さらに好ましくは0〜2である。nが2以上の整数である場合、複数あるRは互いに同一であっても異なっていてもよい。
In the formula (1), n is an integer of 1 or more when the P is an aromatic hydrocarbon group having 6 carbon atoms (a group obtained by removing a hydrogen atom from benzene), and otherwise. Is an integer of 0 or more. Rb has the effect of lengthening the absorption wavelength of P in formula (1). And by setting n in this way, the response sensitivity to visible light can be improved in the metal complex described later.
And when P is a C6 aromatic hydrocarbon group, n becomes like this. Preferably it is 1-4, More preferably, it is 1-3. When P is other than an aromatic hydrocarbon group having 6 carbon atoms, n is preferably 0 to 4, more preferably 0 to 3, and further preferably 0 to 2. When n is an integer of 2 or more, a plurality of R b may be the same as or different from each other.

本発明の光機能性材料においては、前記化合物(1)を、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。すなわち、前記光機能性材料に含まれる金属錯体を得るための前記混合物は、前記化合物(1)を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。   In the optical functional material of the present invention, the compound (1) may be used alone or in combination of two or more. That is, the said mixture for obtaining the metal complex contained in the said optical functional material may contain only 1 type of the said compound (1), and may contain 2 or more types.

前記化合物(1)の好ましいものの例を、以下に示す。なお、以下に示す化合物(1)において、例えば、「−COOH」は「−SOH」、「−PO」又は「−CN」であってもよいし、「−COO」は「−SO 」又は「−PO」であってもよい。 Examples of preferred compounds (1) are shown below. In the compound (1) shown below, for example, “—COOH” may be “—SO 3 H”, “—PO 4 H 2 ” or “—CN”, or “—COO ” "-SO 3 -" or - may be "-PO 4 H".

Figure 0006007650
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次に、金属塩について説明する。
金属塩は、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、ストロンチウム、イットリウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、銀、カドミウム、バリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金からなる群から選ばれる1種又は2種以上の金属原子を含む。
これらの中でも、取り扱いが容易である点から、金属原子は、好ましくはスカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、タングステンであり、より好ましくはスカンジウム、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、イットリウム、ニオブ、ハフニウム、タンタルであり、さらに好ましくはスカンジウム、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケルである。
そして、形成される構造の安定性がより高いことから、金属原子は、特に好ましくはスカンジウム、チタンであり、最も好ましくはチタンである。
Next, the metal salt will be described.
Metal salts include magnesium, aluminum, calcium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, gallium, strontium, yttrium, niobium, molybdenum, ruthenium, palladium, silver, cadmium, barium, lanthanum, One selected from the group consisting of cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold Contains two or more metal atoms.
Among these, from the viewpoint of easy handling, the metal atom is preferably scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, gallium, yttrium, niobium, molybdenum, cadmium, lanthanum, cerium, Praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, hafnium, tantalum, tungsten, more preferably scandium, titanium, vanadium, manganese, iron, cobalt, nickel, yttrium , Niobium, hafnium, and tantalum, and more preferably scandium, titanium, vanadium, manganese, iron, cobalt, and nickel.
And since the stability of the structure formed is higher, the metal atom is particularly preferably scandium or titanium, and most preferably titanium.

前記金属塩は、通常、前記金属原子を陽イオンとして有する。そして、この陽イオンは、複数の前記化合物(1)と共に金属錯体を形成する必要があることから、その価数が2〜7であることが好ましく、2〜6であることがより好ましく、2〜4であることがさらに好ましく、3〜4であることが最も好ましい。   The metal salt usually has the metal atom as a cation. And since this cation needs to form a metal complex with several said compound (1), it is preferable that the valence is 2-7, and it is more preferable that it is 2-6, 2 Is more preferably -4, and most preferably 3-4.

前記金属塩は、通常、前記金属原子を陽イオンとして有し、金属塩全体として電気的に中性となるように、陰イオンを対イオンとして有する。このような陰イオンの好ましい例としては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、酸化物イオン、硫化物イオン、水酸化物イオン、水素化物イオン、亜硫酸イオン、リン酸イオン、シアン化物イオン、酢酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、炭酸水素イオン、トリフルオロ酢酸イオン、チオシアン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフェニルホウ酸イオン、テトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ホウ酸イオン、アセチルアセトナートイオン、アルコキシドイオン(メトキシドイオン、エトキシドイオン、イソプロポキシドイオン等)が挙げられる。
これらの中でも、陰イオンは、より好ましくは塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、酢酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アルコキシドイオンであり、さらに好ましくは塩化物イオン、硝酸イオン、アルコキシドイオンである。
金属塩が複数の陰イオンを有する場合、これら複数の陰イオンは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
The metal salt usually has the metal atom as a cation and an anion as a counter ion so that the entire metal salt is electrically neutral. Preferred examples of such anions include fluoride ions, chloride ions, bromide ions, iodide ions, oxide ions, sulfide ions, hydroxide ions, hydride ions, sulfite ions, phosphate ions, Cyanide ion, acetate ion, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, bicarbonate ion, trifluoroacetate ion, thiocyanate ion, trifluoromethanesulfonate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluorophosphate ion, tetraphenylboron And acid ions, tetrakis (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) borate ions, acetylacetonate ions, alkoxide ions (methoxide ions, ethoxide ions, isopropoxide ions, etc.).
Among these, anions are more preferably chloride ions, bromide ions, iodide ions, acetate ions, sulfate ions, nitrate ions, and alkoxide ions, and further preferably chloride ions, nitrate ions, and alkoxide ions. .
When the metal salt has a plurality of anions, the plurality of anions may be the same as or different from each other.

前記金属塩は、前記陽イオン及び前記陰イオン以外に、溶媒和して溶媒和塩を形成する分子を配位子として有していてもよい。
溶媒和して溶媒和塩を形成する分子の例としては、水、メタノール、エタノール、2−プロパノール(イソプロピルアルコール)、エチレングリコール、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、アセトン、クロロホルム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、トリエチルアミン、ピリジン、ピラジン、ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、4,4’−ビピリジン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、メチルエチルエーテル、1,4−ジオキサン等が挙げられ、これらの中でも、好ましくは水、メタノール、エタノール、2−プロパノール、エチレングリコール、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドである。
金属塩が複数の溶媒和して溶媒和塩を形成する分子を有する場合、これら複数の分子は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
In addition to the cation and the anion, the metal salt may have as a ligand a molecule that solvates to form a solvated salt.
Examples of molecules that solvate to form solvated salts include water, methanol, ethanol, 2-propanol (isopropyl alcohol), ethylene glycol, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N -Dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, acetone, chloroform, acetonitrile, benzonitrile, triethylamine, pyridine, pyrazine, diazabicyclo [2,2,2] octane, 4,4'-bipyridine, tetrahydrofuran, diethyl Examples include ether, dimethoxyethane, methyl ethyl ether, 1,4-dioxane, and among these, water, methanol, ethanol, 2-propanol, ethylene glycol, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide.
When the metal salt has a plurality of molecules that solvate to form a solvated salt, the plurality of molecules may be the same or different.

本発明の光機能性材料においては、前記金属塩を、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。すなわち、前記光機能性材料に含まれる金属錯体を得るための前記混合物は、前記金属塩を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。   In the optical functional material of the present invention, the metal salt may be used alone or in combination of two or more. That is, the said mixture for obtaining the metal complex contained in the said optical functional material may contain only 1 type of the said metal salt, and may contain 2 or more types.

本発明の光機能性材料は、前記化合物(1)と、前記金属塩とを含む混合物を、反応させることによって得られた金属錯体を含む光機能性材料である。   The optical functional material of the present invention is an optical functional material containing a metal complex obtained by reacting a mixture containing the compound (1) and the metal salt.

前記金属錯体は、例えば、前記化合物(1)、前記金属塩、及び溶媒を配合し、得られた液状物を反応させることで製造することが好ましい。液状物は、化合物(1)及び金属塩が溶解した溶液であってもよいし、化合物(1)及び/又は金属塩の少なくとも一部が溶解していない懸濁液であってもよい。   The metal complex is preferably produced by, for example, blending the compound (1), the metal salt, and a solvent, and reacting the obtained liquid. The liquid may be a solution in which the compound (1) and the metal salt are dissolved, or may be a suspension in which at least a part of the compound (1) and / or the metal salt is not dissolved.

前記溶媒は、極性溶媒であることが好ましく、その例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、水、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。これらの中でも、前記化合物(1)及び金属塩をより溶解させ易い点から、前記溶媒はN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、水、メタノール、エタノールであることがより好ましい。
用いる前記溶媒は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。
The solvent is preferably a polar solvent, and examples thereof include N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, water, methanol, ethanol, 2-propanol, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide. N-methyl-2-pyrrolidone and the like. Among these, it is more preferable that the solvent is N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, water, methanol, or ethanol because the compound (1) and the metal salt are more easily dissolved.
The said solvent to be used may be only 1 type, and 2 or more types may be sufficient as it.

金属錯体製造時に用いる前記化合物(1)と、前記金属塩とのモル比(化合物(1)/金属塩)は、好ましくは0.5〜3.0、より好ましくは0.8〜2.5である。このようにすることで、金属錯体の収率がより向上する。   The molar ratio (compound (1) / metal salt) between the compound (1) and the metal salt used in the production of the metal complex is preferably 0.5 to 3.0, more preferably 0.8 to 2.5. It is. By doing in this way, the yield of a metal complex improves more.

前記液状物中の前記化合物(1)の濃度は、好ましくは0.05〜1000mmol/L、より好ましくは0.07〜500mmol/Lである。このようにすることで、化合物(1)の溶解性を向上させることができ、金属錯体の収率がより向上する。   The concentration of the compound (1) in the liquid is preferably 0.05 to 1000 mmol / L, more preferably 0.07 to 500 mmol / L. By doing in this way, the solubility of a compound (1) can be improved and the yield of a metal complex improves more.

前記液状物中の前記金属塩の濃度は、好ましくは0.01〜1000mmol/L、より好ましくは0.05〜500mmol/Lである。このようにすることで、金属塩の溶解性を向上させることができ、金属錯体の収率がより向上する。   The concentration of the metal salt in the liquid is preferably 0.01 to 1000 mmol / L, more preferably 0.05 to 500 mmol / L. By doing in this way, the solubility of a metal salt can be improved and the yield of a metal complex improves more.

前記混合物の反応条件は、前記化合物(1)、前記金属塩及び溶媒の種類に応じて、適宜調節すればよいが、60〜250℃の範囲で加熱して反応させることが好ましく、80〜220℃の範囲で加熱して反応させることがより好ましく、100〜200℃の範囲で加熱して反応させることがさらに好ましい。これは、金属錯体の収率がより向上するためである。   The reaction conditions of the mixture may be appropriately adjusted according to the types of the compound (1), the metal salt, and the solvent, but the reaction is preferably performed by heating in the range of 60 to 250 ° C. It is more preferable to heat the reaction in the range of ° C, and it is more preferable to heat the reaction in the range of 100 to 200 ° C. This is because the yield of the metal complex is further improved.

前記液状物を加熱する場合、空気雰囲気下で加熱してもよく、常圧下で加熱してもよいが、加熱中の溶媒の揮発により、反応容器が0.1〜100MPaの高圧力下となる場合は、オートクレーブ等の密閉型反応容器を用いることが好ましい。また、加熱には、オイルバスやオーブン等を用いてもよく、マイクロ波や超音波の照射により加熱してもよい。   When heating the liquid material, it may be heated in an air atmosphere or may be heated under normal pressure, but the reaction vessel is under a high pressure of 0.1 to 100 MPa due to volatilization of the solvent during heating. In such a case, it is preferable to use a sealed reaction vessel such as an autoclave. Moreover, an oil bath, oven, etc. may be used for a heating, and you may heat by irradiation of a microwave or an ultrasonic wave.

前記液状物の加熱時間は、前記化合物(1)、前記金属塩及び前記溶媒の種類に応じて、適宜調節すればよいが、通常、1分間〜1週間であり、好ましくは1〜120時間、より好ましくは2〜72時間である。   The heating time of the liquid material may be appropriately adjusted according to the types of the compound (1), the metal salt and the solvent, but is usually 1 minute to 1 week, preferably 1 to 120 hours, More preferably, it is 2 to 72 hours.

前記金属錯体は、上記の製造条件下では、反応終了後に析出し易い傾向にあるので、例えば、反応終了後に濾別等で容易に分離できる。分離した金属錯体は、必要に応じて洗浄、乾燥等の後処理操作を行ってもよい。   Since the metal complex tends to precipitate after completion of the reaction under the above production conditions, it can be easily separated by, for example, filtration after completion of the reaction. The separated metal complex may be subjected to post-treatment operations such as washing and drying as necessary.

本発明の光機能性材料は、前記化合物(1)及び前記金属塩以外に、その他の成分を用いて得られたものでもよい。その他の成分を用いた光機能性材料は、前記液状物の調製時に、その他の成分を配合することで得られる。   The optical functional material of the present invention may be obtained by using other components in addition to the compound (1) and the metal salt. The optical functional material using other components can be obtained by blending other components when the liquid material is prepared.

前記その他の成分の好ましい例としては、金属錯体形成時に用いられる補助配位子が挙げられる。
補助配位子の例としては、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、2,2’−ビピリジル、3,3’−ビピリジル、4,4’−ビピリジル、トリエチレンジアミン等の、窒素原子を2個有する化合物;シュウ酸(エタン二酸)、マロン酸(プロパン二酸)、コハク酸(ブタン二酸)、フタル酸(ベンゼン−1,2−ジカルボン酸)、イソフタル酸(ベンゼン−1,3−ジカルボン酸)、テレフタル酸(ベンゼン−1,4−ジカルボン酸)等の、カルボキシル基を2個有する化合物が挙げられる。
これらの中でも、取り扱い性に優れる点から、前記補助配位子は、好ましくはピラジン、4,4’−ビピリジル、トリエチレンジアミン、シュウ酸、テレフタル酸であり、より好ましくはピラジン、4,4’−ビピリジル、トリエチレンジアミンである。
Preferable examples of the other components include auxiliary ligands used when forming a metal complex.
Examples of auxiliary ligands include compounds having two nitrogen atoms, such as pyridazine, pyrimidine, pyrazine, 2,2'-bipyridyl, 3,3'-bipyridyl, 4,4'-bipyridyl, triethylenediamine; Acid (ethanedioic acid), malonic acid (propanedioic acid), succinic acid (butanedioic acid), phthalic acid (benzene-1,2-dicarboxylic acid), isophthalic acid (benzene-1,3-dicarboxylic acid), terephthalic acid Examples thereof include compounds having two carboxyl groups, such as acid (benzene-1,4-dicarboxylic acid).
Among these, the auxiliary ligand is preferably pyrazine, 4,4′-bipyridyl, triethylenediamine, oxalic acid, or terephthalic acid, and more preferably pyrazine, 4,4′- from the viewpoint of excellent handleability. Bipyridyl and triethylenediamine.

前記金属錯体の好ましい例としては、下記式(2)で表される化合物(以下、「化合物(2)」ということがある。)と、チタン原子を含む金属塩と、を含む混合物を、反応させることによって得られたものが挙げられる。   As a preferable example of the metal complex, a mixture containing a compound represented by the following formula (2) (hereinafter sometimes referred to as “compound (2)”) and a metal salt containing a titanium atom is reacted. Can be obtained.

Figure 0006007650
(式中、Pは、Ra1及びRb1以外に置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基、π電子共役系を有する縮環複素環式基、あるいは周期表第2族〜第12族から選ばれる1種の金属原子と単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された配位子とで構成された金属錯体部位を有する基であり、前記芳香族炭化水素基及び/又はπ電子共役系を有する縮環複素環式基が1以上の単結合で連結された基であってもよく;
a1は式「−COA1」、「−SOA1」、「−POA1 」、「−CO 」、「−SO 」、「−PO(RA1」又は「−C≡N」で表される基(ここで、RA1は水素原子、アルカリ金属原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。)であり;m1は2以上の整数であり、Pが前記金属錯体部位を有する基である場合、m1は4以下であり、複数あるRa1は互いに同一であっても異なっていてもよく;
b1は、ハロゲン原子、又は式「−OH」、「−ORB1」、「−NH」、「−NRB1 」もしくは「−NO」で表される基(ここで、RB1は炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基であり、式「−NRB1 」において2個のRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。)であり;n1は、Pが炭素数6の芳香族炭化水素基である場合には1以上の整数であり、それ以外の場合には0以上の整数であり、n1が2以上の整数である場合、複数あるRb1は互いに同一であっても異なっていてもよい。)
Figure 0006007650
(In the formula, P 1 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent other than R a1 and R b1 , a condensed heterocyclic group having a π electron conjugated system, or Group 2 of the periodic table) A group having a metal complex site composed of one metal atom selected from Group 12 and a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a ligand in which a phenyl group is linked by one or more single bonds And the aromatic hydrocarbon group and / or the condensed heterocyclic group having a π-electron conjugated system may be a group connected by one or more single bonds;
R a1 formula "-CO 2 R A1", "- SO 3 R A1", "- PO 4 R A1 2", "- CO 2 -", "- SO 3 -", "- PO 4 (R A1 ) - "Or" -C≡N "(wherein R A1 is a hydrogen atom, an alkali metal atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms); m1 is an integer of 2 or more And when P 1 is a group having the metal complex moiety, m1 is 4 or less, and a plurality of R a1 may be the same or different from each other;
R b1 is a halogen atom or a group represented by the formula “—OH”, “—OR B1 ”, “—NH 2 ”, “—NR B1 2 ” or “—NO 2 ” (where R B1 is alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, two R B in the formula "-NR B1 2" may being the same or different.) in There; n1 is an integer of 1 or more in the case P 1 is an aromatic hydrocarbon group of 6 carbon atoms, and otherwise an integer of 0 or more, n1 is 2 or more integer In this case, a plurality of R b1 may be the same as or different from each other. )

前記式(2)中、P、Ra1、RA1、m1、Rb1、RB1、n1としては、それぞれ、前記式(1)中のP、R、R、m、R、R、nと同じものが例示できる。
したがって、例えば、複数あるRa1は互いに同一であっても異なっていてもよく、式「−NRB1 」において2個のRB1は、互いに同一であっても異なっていてもよく、n1が2以上の整数である場合、複数あるRb1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
In the formula (2), P 1 , R a1 , R A1 , m1, R b1 , R B1 , n1 are respectively P, R a , R A , m, R b , in the formula (1). R B, same ones exemplified as n.
Therefore, for example, a plurality of R a1 may be the same or different from each other, and in the formula “—NR B1 2 ”, two R B1 may be the same or different from each other, and n1 is When it is an integer of 2 or more, a plurality of R b1 may be the same as or different from each other.

前記Pは、前記Ra1及び前記Rb1以外に置換基を有していてもよく、該置換基の数が2以上である場合には、これら置換基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
が有するRa1及びRb1以外の置換基としては、前記式(1)中のPが有するR及びR以外の置換基と同じものが例示できる。
P 1 may have a substituent other than R a1 and R b1 , and when the number of substituents is 2 or more, these substituents may be the same or different from each other. It may be.
Examples of the substituent other than R a1 and R b1 possessed by P 1 include the same substituents as those other than R a and R b possessed by P in the formula (1).

前記金属錯体が配位高分子である場合、このような金属錯体は、不均一系触媒としての利用が容易になるため好ましい。本明細書において、配位高分子とは、配位結合及びイオン結合からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合を介することで、集積構造を形成している金属錯体を意味する。   When the metal complex is a coordination polymer, such a metal complex is preferable because it can be easily used as a heterogeneous catalyst. In this specification, the coordination polymer means a metal complex that forms an integrated structure through at least one type of bond selected from the group consisting of a coordination bond and an ionic bond.

また、前記金属錯体は多孔性構造を形成していることが好ましい。多孔性構造を形成している金属錯体は、BET比表面積が100m−1以上であることが好ましく、300m−1以上であることがより好ましい。多孔性構造を形成し、比表面積が増加することで、金属錯体は、単位重量あたりの活性点の数が増加するため、触媒活性の向上が期待される。 The metal complex preferably forms a porous structure. The metal complex forming the porous structure preferably has a BET specific surface area of 100 m 2 g −1 or more, and more preferably 300 m 2 g −1 or more. By forming a porous structure and increasing the specific surface area, the number of active sites per unit weight of the metal complex is increased, and thus an improvement in catalytic activity is expected.

前記金属錯体は、上記のように、化合物(1)と、前記金属原子を含む金属塩と、を含む混合物を、反応させることによって得られる。一方、特定の構造を有する金属錯体は、以下に示すその他の製造方法でも得られる。
ここで、特定の構造を有する金属錯体とは、例えば、PがR以外に置換基を有していてもよい、前記金属錯体部位を有する基であり、前記金属錯体部位を構成する配位子部位1個あたり2個以上のRを有し、前記金属錯体部位を構成する金属原子が周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種であり、nが0であり、Rが式「−CO」、「−SO」、「−PO 」、「−CO 」、「−SO 」又は「−PO(R」で表される基である化合物(1)と、スカンジウム、チタン、ガリウム及びイットリウムからなる群から選ばれる1種又は2種以上の金属原子を含む1種又は2種以上の前記金属塩と、を用いて得られるものである。
As described above, the metal complex is obtained by reacting the mixture containing the compound (1) and the metal salt containing the metal atom. On the other hand, a metal complex having a specific structure can also be obtained by other production methods described below.
Here, the metal complex having a specific structure is, for example, a group having the metal complex part, in which P may have a substituent other than Ra , and a coordination constituting the metal complex part. has a R a of 2 or more per child site, the a one in which the metal atom is selected from group 5 to 11 and group lanthanide periodic table for the metal complex sites, n is 0, R a is formula "-CO 2 R A", "- SO 3 R A", "- PO 4 R A 2", "- CO 2 -", "- SO 3 -" or "-PO 4 (R A ) ”And one or more metal salts containing one or more metal atoms selected from the group consisting of scandium, titanium, gallium and yttrium. And are obtained by using.

前記その他の製造方法とは、化合物(1)において、Pが前記金属錯体部位を有する基ではなく、金属原子(周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子)を含まず、且つ単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された基からなる有機部位から、最大でm個の水素原子を除いてなるものを含む化合物を用い、これと前記金属塩とを含む混合物を反応させて反応物を得た後、得られた反応物と、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子を含む金属塩と、を反応させて、前記金属錯体を得る方法である。本法は、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子を、前記金属錯体から外した構造を含む化合物を用い、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子を最後に導入して反応させるものである。   The other production method means that in the compound (1), P is not a group having the metal complex portion, but a metal atom (one metal atom selected from Groups 5 to 11 and lanthanoid of the periodic table). A compound that does not include a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a group in which a phenyl group is connected to one or more single bonds from a maximum of m hydrogen atoms. After using and reacting the mixture containing this and the metal salt to obtain a reaction product, the reaction product obtained contains one metal atom selected from Groups 5 to 11 of the periodic table and lanthanoids. In this method, a metal salt is reacted to obtain the metal complex. This method uses a compound containing a structure in which one metal atom selected from Group 5 to Group 11 of the periodic table and lanthanoid is removed from the metal complex, and from Group 5 to Group 11 of the periodic table and lanthanoid. One selected metal atom is finally introduced and reacted.

このような金属錯体は、下記式(3)で表される構造(以下、「構造(3)」ということがある。)と、スカンジウム、チタン、ガリウム及びイットリウムからなる群から選ばれる1種又は2種以上の金属(好ましくはチタン)のイオンと、を含む金属錯体(以下、「前駆体金属錯体」ということがある。)を、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子を含む金属塩と反応させることにより、製造できる。得られる金属錯体は、前駆体金属錯体中の配位子が、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子に配位したものである。   Such a metal complex is a structure represented by the following formula (3) (hereinafter sometimes referred to as “structure (3)”) and one or more selected from the group consisting of scandium, titanium, gallium, and yttrium. A metal complex containing ions of two or more metals (preferably titanium) (hereinafter sometimes referred to as “precursor metal complex”) is selected from Group 5 to Group 11 of the periodic table and lanthanoid 1 It can be produced by reacting with a metal salt containing a seed metal atom. In the obtained metal complex, the ligand in the precursor metal complex is coordinated to one metal atom selected from Group 5 to Group 11 of the periodic table and lanthanoid.

Figure 0006007650
(式中、Pは、Ra2以外に置換基を有していてもよい、単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された基からなる有機部位を有する基であり、単環芳香族複素環式基が連結されている場合、前記単環芳香族複素環式基の環構造を構成するヘテロ原子が、前記金属のイオン又はその他の金属のイオンに配位しておらず;
a2は式「−CO 」、「−SO 」又は「−PO(RA2」で表される基(ここで、RA2は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。)であり;
m2は2以上の整数であり、複数あるRa2は互いに同一であっても異なっていてもよい。)
Figure 0006007650
(In the formula, P 2 is an organic moiety comprising a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a group in which a phenyl group is linked by one or more single bonds, which may have a substituent other than R a2. And when the monocyclic aromatic heterocyclic group is linked, the hetero atom constituting the ring structure of the monocyclic aromatic heterocyclic group is an ion of the metal or other metal ion Not coordinated to;
R a2 is a group represented by the formula “—CO 2 ”, “—SO 3 ” or “—PO 4 (R A2 ) ” (wherein R A2 is a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 4 carbon atoms). A group);
m2 is an integer of 2 or more, and a plurality of R a2 may be the same as or different from each other. )

前記式(3)中、Pは、Ra2以外に置換基を有していてもよい、単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された基からなる有機部位を有する基であり、前記有機部位は、前記式(1)中のPにおける前記金属錯体部位から前記金属原子を除いたものと同じである。
ただし、前記有機部位において、単環芳香族複素環式基が連結されている場合、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子を含む金属塩と反応させたときに、この金属原子に配位可能なように、連結されている前記単環芳香族複素環式基の環構造を構成するヘテロ原子は、前記金属のイオン(スカンジウム、チタン、ガリウム及びイットリウムからなる群から選ばれる1種又は2種以上の金属のイオン)又はその他の金属のイオンに配位していない。ここで、ヘテロ原子の例としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げられる。また、その他の金属のイオンとは、スカンジウム、チタン、ガリウム及びイットリウム以外の金属のイオンを意味する。
In the formula (3), P 2 may have a substituent other than R a2 , and may be a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a group in which a phenyl group is linked by one or more single bonds. The organic part is the same as that obtained by removing the metal atom from the metal complex part in P in the formula (1).
However, when a monocyclic aromatic heterocyclic group is linked in the organic moiety, when reacted with a metal salt containing one type of metal atom selected from Groups 5 to 11 and lanthanoids of the periodic table In addition, the hetero atom constituting the ring structure of the monocyclic aromatic heterocyclic group connected so as to be able to coordinate to the metal atom is composed of the metal ion (scandium, titanium, gallium and yttrium). One or two or more metal ions selected from the group) or other metal ions are not coordinated. Here, examples of the hetero atom include a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom. The other metal ions mean ions of metals other than scandium, titanium, gallium and yttrium.

前記単環芳香族複素環式基は、含窒素単環芳香族複素環式基(単環芳香族複素環の環構造を構成する原子として窒素原子を有する基)であることが好ましく、ピリジル基であることがより好ましい。   The monocyclic aromatic heterocyclic group is preferably a nitrogen-containing monocyclic aromatic heterocyclic group (a group having a nitrogen atom as an atom constituting the ring structure of the monocyclic aromatic heterocyclic ring), and a pyridyl group It is more preferable that

前記有機部位としては、少なくとも単環芳香族複素環式基が連結されたものが好ましく、Ra2以外に置換基を有していてもよい、2−フェニルピリジン、2,2’−ビピリジン、5,5’−ビスフェニル−2,2’−ビピリジン、1,3−ビス(2−ピリジル)ベンゼン、2,2’:6’,2’’−テルピリジン、4−フェニル−2,2’:6’,2’’−テルピリジン又は2,2’:6’,2’’:6’’,2’’’−クォータピリジンから、m2個の水素原子を除いてなる基であることがより好ましい。
また、前記有機部位としては、フェニルシクロペンタジエニドアニオン又は1,3−ビスフェニルシクロペンタジエニドアニオンから、m2個の水素原子を除いてなる基も好ましい。
The organic moiety is preferably one having at least a monocyclic aromatic heterocyclic group linked thereto, and may have a substituent other than R a2 , 2-phenylpyridine, 2,2′-bipyridine, 5 , 5′-bisphenyl-2,2′-bipyridine, 1,3-bis (2-pyridyl) benzene, 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine, 4-phenyl-2,2 ′: 6 It is more preferably a group formed by removing m2 hydrogen atoms from ', 2 ″ -terpyridine or 2,2 ′: 6 ′, 2 ″: 6 ″, 2 ′ ″-quarterpyridine.
The organic moiety is also preferably a group formed by removing m2 hydrogen atoms from a phenylcyclopentadienide anion or a 1,3-bisphenylcyclopentadienide anion.

前記式(3)中、Ra2は、式「−CO 」、「−SO 」又は「−PO(RA2」で表される基である。ここで、RA2は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、かかるアルキル基としては、前記式(1)中のRにおける炭素数1〜4のアルキル基と同様のものが例示できる。 In the formula (3), R a2 is a group represented by the formula “—CO 2 ”, “—SO 3 ” or “—PO 4 (R A2 ) ”. Here, R A2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples of the alkyl group are the same as those of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in RA in the formula (1). it can.

前記式(3)中、m2は、前記式(1)中のmと同じである。したがって、例えば、複数あるRa2は互いに同一であっても異なっていてもよい。 In the formula (3), m2 is the same as m in the formula (1). Therefore, for example, a plurality of R a2 may be the same as or different from each other.

前駆体金属錯体において、構造(3)と前記金属のイオンとのモル比(構造(3)/金属のイオン)は、好ましくは0.5〜3である。   In the precursor metal complex, the molar ratio of the structure (3) to the metal ion (structure (3) / metal ion) is preferably 0.5 to 3.

前駆体金属錯体においては、Ra2が前記金属のイオンに配位している。 In the precursor metal complex, R a2 is coordinated to the metal ion.

前駆体金属錯体は、例えば、前記化合物(1)に代えて、構造(3)の原料となる化合物を用い、金属塩としてスカンジウム、チタン、ガリウム及びイットリウムからなる群から選ばれる1種又は2種以上の金属原子を含むものを用いること以外は、前記金属錯体の場合と同様の方法で製造できる。例えば、反応温度は、60〜250℃であることが好ましい。
構造(3)の原料となる化合物の例としては、構造(3)において、Ra2のアニオンが水素イオン、アルカリ金属イオン又は炭素数1〜4のアルキルカチオンと結合したもの、すなわち、Ra2が前記化合物(1)におけるRで置換されたものが挙げられる。
As the precursor metal complex, for example, instead of the compound (1), a compound that is a raw material of the structure (3) is used, and one or two kinds selected from the group consisting of scandium, titanium, gallium, and yttrium as a metal salt It can be produced by the same method as in the case of the metal complex except that one containing the above metal atoms is used. For example, the reaction temperature is preferably 60 to 250 ° C.
As an example of a compound which is a raw material of the structure (3), in the structure (3), an anion of R a2 is bonded to a hydrogen ion, an alkali metal ion or an alkyl cation having 1 to 4 carbon atoms, that is, R a2 The thing substituted by Ra in the said compound (1) is mentioned.

周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子の好ましい例は、前記金属錯体部位を有する基における金属原子の好ましい例と同じである。
周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子を含む金属塩は、チタン原子を含む金属塩であることが好ましい。
Preferred examples of one metal atom selected from Groups 5 to 11 of the periodic table and lanthanoids are the same as the preferred examples of the metal atom in the group having the metal complex moiety.
The metal salt containing one metal atom selected from Groups 5 to 11 of the periodic table and lanthanoids is preferably a metal salt containing a titanium atom.

本発明の光機能性材料が含む前記金属錯体は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。   The said metal complex which the optical functional material of this invention contains may be only 1 type, and 2 or more types may be sufficient as it.

前記その他の製造方法では、例えば、前駆体金属錯体と、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子を含む金属塩と、を溶媒中で混合して、反応させる。   In the other production method, for example, a precursor metal complex and a metal salt containing one metal atom selected from Group 5 to Group 11 of the periodic table and a lanthanoid are mixed and reacted in a solvent. .

前記その他の製造方法で用いる金属塩は、通常、前記金属原子を陽イオンとして有し、金属塩全体として電気的に中性となるように、陰イオンを対イオンとして有する。このような陰イオンの好ましい例としては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、酸化物イオン、硫化物イオン、水酸化物イオン、水素化物イオン、亜硫酸イオン、リン酸イオン、シアン化物イオン、酢酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、炭酸水素イオン、トリフルオロ酢酸イオン、チオシアン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフェニルホウ酸イオンが挙げられる。
これらの中でも、前記陰イオンは、より好ましくは塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、酢酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオンであり、さらに好ましくは塩化物イオン、硝酸イオンである。
前記その他の製造方法で用いる金属塩が複数の陰イオンを有する場合、これら複数の陰イオンは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
The metal salt used in the other production method usually has the metal atom as a cation and an anion as a counter ion so that the entire metal salt is electrically neutral. Preferred examples of such anions include fluoride ions, chloride ions, bromide ions, iodide ions, oxide ions, sulfide ions, hydroxide ions, hydride ions, sulfite ions, phosphate ions, Cyanide ion, acetate ion, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, bicarbonate ion, trifluoroacetate ion, thiocyanate ion, trifluoromethanesulfonate ion, tetrafluoroborate ion, hexafluorophosphate ion, tetraphenylboron An acid ion is mentioned.
Among these, the anions are more preferably chloride ions, bromide ions, iodide ions, acetate ions, sulfate ions, and nitrate ions, and further preferably chloride ions and nitrate ions.
When the metal salt used in the other production method has a plurality of anions, the plurality of anions may be the same as or different from each other.

前記その他の製造方法における反応温度は、用いる前駆体金属錯体、金属塩及び溶媒の種類に応じて、適宜調節すればよいが、−20〜100℃であることが好ましく、副反応を防ぐ効果が高いことから0〜80℃であることがより好ましい。
反応圧力は特に限定されず、通常は常圧であるが、好ましくは0.01〜10MPa、より好ましくは0.05〜1MPaである。
The reaction temperature in the other production method may be adjusted as appropriate according to the type of the precursor metal complex, metal salt, and solvent to be used, but is preferably -20 to 100 ° C, and has the effect of preventing side reactions. Since it is high, it is more preferable that it is 0-80 degreeC.
The reaction pressure is not particularly limited and is usually normal pressure, but is preferably 0.01 to 10 MPa, more preferably 0.05 to 1 MPa.

前記その他の製造方法で用いる溶媒は、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子を含む金属塩の少なくとも一部を溶解可能なものが好ましく、その例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、水、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、アセトン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル等が挙げられる。
これらの中でも、反応後の乾燥処理が容易であることから、前記溶媒はメタノール、エタノール、アセトン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、アセトニトリルであることがより好ましい。
用いる前記溶媒は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。
The solvent used in the other production method is preferably a solvent capable of dissolving at least a part of a metal salt containing one type of metal atom selected from Group 5 to Group 11 of the periodic table and a lanthanoid. N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, water, methanol, ethanol, 2-propanol, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetone, chloroform, dichloromethane, tetrahydrofuran, Examples include acetonitrile.
Among these, since the drying treatment after the reaction is easy, the solvent is more preferably methanol, ethanol, acetone, chloroform, dichloromethane, tetrahydrofuran, or acetonitrile.
The said solvent to be used may be only 1 type, and 2 or more types may be sufficient as it.

前記その他の製造方法で得られる金属錯体において、周期表第5族〜第11族及びランタノイドから選ばれる1種の金属原子がさらに補助配位子を有する場合、前記その他の製造方法は、さらに前記補助配位子を導入する工程を有していてもよい。好適な補助配位子を導入することにより、金属錯体の光触媒能の向上が期待される。ここでの補助配位子として、好ましくは塩化物イオン、チオシアン酸イオン、2,2’−ビピリジン及び2,2’:6’,2’’−テルピリジンが挙げられ、より好ましくはチオシアン酸イオン、2,2’−ビピリジン及び2,2’:6’,2’’−テルピリジンが挙げられる。   In the metal complex obtained by the other production method, when one metal atom selected from Group 5 to Group 11 of the periodic table and a lanthanoid further has an auxiliary ligand, the other production method further includes: You may have the process of introduce | transducing an auxiliary ligand. By introducing a suitable auxiliary ligand, the photocatalytic performance of the metal complex is expected to be improved. The auxiliary ligand here is preferably chloride ion, thiocyanate ion, 2,2′-bipyridine and 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine, more preferably thiocyanate ion, Examples include 2,2′-bipyridine and 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine.

前記金属錯体は、可視光(例えば、380〜780nmの波長帯)に対して応答可能であるため、これを用いて得られた光機能性材料も、同様に可視光へ応答可能なものである。   Since the metal complex can respond to visible light (for example, a wavelength band of 380 to 780 nm), an optical functional material obtained using the metal complex is also capable of responding to visible light. .

本発明の光機能性材料は、前記金属錯体を含むものであり、前記金属錯体のみからなるものでもよいし、前記金属錯体以外の成分を含むものでもよい。前記金属錯体以外の成分の好ましい例としては、金属粒子、その他の金属錯体が挙げられ、金属粒子がより好ましい。なお、本明細書において、特に断りのない限り、単なる「金属錯体」との記載は、前記混合物を反応させることによって得られた金属錯体を意味し、ここで挙げた「その他の金属錯体」や、上記の「前駆体金属錯体」とは異なるものとする。   The optical functional material of the present invention includes the metal complex, and may be composed of only the metal complex or may include components other than the metal complex. Preferable examples of components other than the metal complex include metal particles and other metal complexes, and metal particles are more preferable. In the present specification, unless otherwise specified, the description of mere “metal complex” means a metal complex obtained by reacting the mixture, and “other metal complexes” and The “precursor metal complex” is different from the above.

前記金属粒子の材質の例としては、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金が挙げられ、これらの中でも、より優れた光触媒能が得られる点から、好ましくはルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金であり、より好ましくはルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金である。   Examples of the material of the metal particles include manganese, iron, cobalt, nickel, copper, ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum, and gold. Among these, more excellent photocatalytic ability. Is preferable, ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum, and gold, and more preferably ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum.

金属粒子を含む光機能性材料は、例えば、以下に示す光電着法、含浸法で製造できる。
光電着法とは、還元剤と、金属粒子を形成させるための前駆体である金属イオンと、前記金属錯体と、溶媒とを含む液体に光を照射することで、前記金属イオンを還元し、生成した金属粒子を前記金属錯体に付着させ、溶媒を除去する方法である。
含浸法とは、金属を含むコロイド中に前記金属錯体を浸漬して、金属粒子を金属錯体に含浸させ、溶媒を除去する方法である。
The optical functional material containing metal particles can be produced by, for example, the following photodeposition method or impregnation method.
The photo-deposition method is to reduce the metal ions by irradiating a liquid containing a reducing agent, a metal ion that is a precursor for forming metal particles, the metal complex, and a solvent, In this method, the produced metal particles are attached to the metal complex and the solvent is removed.
The impregnation method is a method of immersing the metal complex in a metal-containing colloid, impregnating the metal complex with the metal complex, and removing the solvent.

光機能性材料の金属粒子の含有率は、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。
また、光機能性材料の金属粒子の含有率は、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上である。
The content of the metal particles in the optical functional material is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less.
The content of the metal particles of the optical functional material is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, and particularly preferably 0.2% by mass. % Or more.

前記その他の金属錯体の好ましいものの例としては、下記式で表されるものが挙げられる。
なお、下記式で表されるその他の金属錯体において、例えば、Xは、BF 、PF 、NO 及びClO から選ばれる1種であることを意味し、これは、X及びXも同様である。また、Xは、BF 、PF 、NO 及びClO から選ばれる1種又は2種であることを意味し、これは、X、X、X、X及びXも同様である。また、Mは、Mn、Fe又はRuであることを意味する。また、Mは、Fe又はCoであり、3個のMはすべて同じでもよいし、2個のみ同じでもよいことを意味する。
Examples of preferable other metal complexes include those represented by the following formula.
In other metal complexes represented by the following formula, for example, X 1 means one selected from BF 4 , PF 6 , NO 3 and ClO 4 , X 6 and X 8 is similar. X 2 means one or two selected from BF 4 , PF 6 , NO 3 and ClO 4 , and this means that X 3 , X 4 , X 5 , X 7 And X 9 are the same. M means Mn, Fe or Ru. Further, M 2 is Fe or Co, which means that all three M 2 may be the same or only two may be the same.

Figure 0006007650
Figure 0006007650

Figure 0006007650
Figure 0006007650

前記その他の金属錯体を含む光機能性材料は、例えば、以下に示す含浸法で製造できる。
ここで含浸法とは、その他の金属錯体を含むコロイド中又は溶液中に前記金属錯体(その他の金属錯体ではない)を浸漬して、その他の金属錯体を金属錯体に含浸させ、溶媒を除去する方法である。
The optical functional material containing the other metal complex can be produced by, for example, an impregnation method shown below.
Here, the impregnation method is to immerse the metal complex (not other metal complex) in a colloid or solution containing other metal complex, impregnate the metal complex with the metal complex, and remove the solvent. Is the method.

光機能性材料のその他の金属錯体の含有率は、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
また、光機能性材料のその他の金属錯体の含有率は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは1.0質量%以上である。
The content of the other metal complex of the optical functional material is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less.
Further, the content of other metal complexes of the optical functional material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 1.0% by mass or more.

上記で例示したその他の金属錯体のうち、2,2’−ビピリジン又は2,2’:6’,2’’−テルピリジンを配位子として含むものについては、2,2’−ビピリジン又は2,2’:6’,2’’−テルピリジンにカルボキシル基が導入されたものを用いてもよい。   Among the other metal complexes exemplified above, those containing 2,2′-bipyridine or 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine as a ligand are as follows: 2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine obtained by introducing a carboxyl group may be used.

光機能性材料が含む、前記金属錯体以外の成分は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。   The components other than the metal complex contained in the optical functional material may be only one type or two or more types.

光機能性材料の前記金属錯体の含有率は、好ましくは85質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、特に好ましくは97質量%以上である。   The content of the metal complex in the optical functional material is preferably 85% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, and particularly preferably 97% by mass or more.

本発明に係る光機能性材料は、光、特に可視光を吸収することにより、光触媒効果、増感効果、光電変換効果、発熱効果、光磁気効果、光記録効果、ラジカル発生効果等を奏するもので、例えば、光触媒、酸化還元反応光触媒(水分解光触媒、有機物酸化還元光触媒、二酸化炭素還元光触媒等)、酸化還元反応光触媒用増感色素(水分解光触媒用増感色素、有機物酸化還元光触媒用増感色素、二酸化炭素還元光触媒用増感色素等)、光電変換材、光電変換用増感色素、発光材、光導電材、光吸収材等として有用である。   The optical functional material according to the present invention exhibits a photocatalytic effect, a sensitizing effect, a photoelectric conversion effect, a heat generation effect, a magneto-optical effect, an optical recording effect, a radical generation effect, etc. by absorbing light, particularly visible light. For example, photocatalysts, redox reaction photocatalysts (water decomposition photocatalysts, organic redox photocatalysts, carbon dioxide reduction photocatalysts, etc.), redox photocatalyst sensitizing dyes (water decomposition photocatalyst sensitizing dyes, organic redox photocatalysts Sensitizing dye, sensitizing dye for carbon dioxide reduction photocatalyst, etc.), photoelectric conversion material, sensitizing dye for photoelectric conversion, light emitting material, photoconductive material, light absorbing material and the like.

前記水分解光触媒とは、光を吸収することによって光触媒能を発現し、水に酸化還元作用を及ぼし、水素及び/又は酸素を発生させるものである。前記水分解光触媒は、酸化作用のみを示す場合には酸素発生光触媒、還元作用のみを示す場合には水素発生光触媒、とそれぞれ呼んで、区別することもできる。   The water-splitting photocatalyst expresses photocatalytic ability by absorbing light, exerts a redox action on water, and generates hydrogen and / or oxygen. The water-splitting photocatalyst can be distinguished by calling it an oxygen-generating photocatalyst when it only shows an oxidizing action and a hydrogen-generating photocatalyst when it shows only a reducing action.

前記有機物酸化還元光触媒とは、光を吸収することによって光触媒能を発現し、有機物に還元作用及び酸化作用からなる群から選ばれる少なくとも1種の作用を及ぼし、異なる化合物を与えるものである。前記有機物酸化還元光触媒は、有機物に酸化作用のみを示す場合には有機物酸化光触媒、有機物に還元作用のみを示す場合には有機物還元光触媒、とそれぞれ呼んで、区別することもできる。   The organic redox photocatalyst expresses photocatalytic ability by absorbing light, exerts at least one action selected from the group consisting of reducing action and oxidizing action on the organic substance, and gives different compounds. The organic redox photocatalyst can be distinguished by calling it an organic redox photocatalyst when it shows only an oxidizing action on the organic matter, and an organic redox photocatalyst when it shows only a reducing action on the organic matter.

前記有機物酸化還元光触媒は、各種基質に対して、還元作用及び酸化作用からなる群から選ばれる少なくとも1種の作用を及ぼすことが可能である。還元作用としては、例えば、ニトロ化合物の還元、カルボニル化合物の還元、ハロゲン化化合物のハロゲン水素化、二重結合の水素化が挙げられ、好ましい還元作用は、ニトロ化合物の還元、カルボニル化合物の還元である。酸化作用としては、例えば、アミン化合物の酸化、アルコールの酸化、アルデヒドの酸化が挙げられる。   The organic redox photocatalyst can exert at least one action selected from the group consisting of a reducing action and an oxidizing action on various substrates. Examples of the reducing action include reduction of a nitro compound, reduction of a carbonyl compound, halogenation of a halogenated compound, and hydrogenation of a double bond. Preferred reduction actions include reduction of a nitro compound and reduction of a carbonyl compound. is there. Examples of the oxidizing action include oxidation of amine compounds, oxidation of alcohols, and oxidation of aldehydes.

例えば、前記酸化還元反応光触媒が還元作用を及ぼす場合、酸化還元反応光触媒は一時的に高酸化状態になるが、高酸化状態の酸化還元反応光触媒は、反応系中に含まれる基質、触媒及び生成物以外の物質により還元されることで、光を吸収する前の酸化状態に戻る。高酸化状態の酸化還元反応光触媒を還元する物質は、酸化された酸化還元反応光触媒の還元が可能であれば、特に限定されないが、入手が容易であること、比較的安価であることから、水、メタノール又はトリエタノールアミンが好ましく、還元能が比較的高いことから、トリエタノールアミンがより好ましい。
また、例えば、前記酸化還元反応光触媒が酸化作用を及ぼす場合、酸化還元反応光触媒は一時的に低酸化状態になるが、低酸化状態の酸化還元反応光触媒は、反応系中に含まれる基質、触媒及び生成物以外の物質により酸化されることで、光を吸収する前の酸化状態に戻る。低酸化状態の酸化還元反応光触媒を酸化する物質は、還元された酸化還元反応光触媒の酸化が可能であれば、特に限定されないが、入手が容易であること、比較的安価であることから、硝酸銀、酸化銀等の銀化合物が好ましい。
For example, when the oxidation-reduction reaction photocatalyst exerts a reducing action, the oxidation-reduction reaction photocatalyst temporarily enters a high oxidation state. By being reduced by a substance other than the product, it returns to the oxidized state before absorbing light. The substance that reduces the oxidation-reduction reaction photocatalyst in a highly oxidized state is not particularly limited as long as it can reduce the oxidized oxidation-reduction reaction photocatalyst. However, since it is easily available and relatively inexpensive, Methanol or triethanolamine is preferable, and triethanolamine is more preferable because of its relatively high reducing ability.
Further, for example, when the oxidation-reduction reaction photocatalyst exerts an oxidizing action, the oxidation-reduction reaction photocatalyst is temporarily in a low oxidation state. And by being oxidized by a substance other than the product, it returns to the oxidation state before absorbing light. The substance that oxidizes the redox reaction photocatalyst in the low oxidation state is not particularly limited as long as it can oxidize the reduced redox reaction photocatalyst, but silver nitrate is easy to obtain and relatively inexpensive. Silver compounds such as silver oxide are preferred.

本発明の光機能性材料は、前記金属錯体を含んでなるので、可視光の吸収により種々の優れた機能を発現できる。そして、太陽の光エネルギーを従来よりも大幅に有効利用できる。   Since the optical functional material of the present invention comprises the metal complex, it can exhibit various excellent functions by absorbing visible light. And solar light energy can be utilized more effectively than before.

以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。なお、本実施例において、金属錯体の粉末X線回折(以下、「XRD」という。)の測定及び吸着等温線の作成、光機能性材料の水分解光触媒能の試験におけるガスクロマトグラフィーによる分析、並びに光機能性材料の有機物酸化還元光触媒能の試験におけるガスクロマトグラフィーによる分析は、以下の条件で行った。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In this example, measurement of powder X-ray diffraction (hereinafter referred to as “XRD”) of a metal complex and creation of an adsorption isotherm, analysis by gas chromatography in the test of water splitting photocatalytic ability of the photofunctional material, In addition, the analysis by gas chromatography in the test of the organic redox photocatalytic ability of the photofunctional material was performed under the following conditions.

(金属錯体の粉末XRDの測定条件)
装置:島津製作所社製「LabX XRD−6100」
X線管球:Cu−Kα
X線出力:40kV−30mA
露光時間:3300秒
分解能:0.02°
測角範囲:5−60°
(Measurement conditions of powder XRD of metal complex)
Apparatus: “LabX XRD-6100” manufactured by Shimadzu Corporation
X-ray tube: Cu-Kα
X-ray output: 40kV-30mA
Exposure time: 3300 seconds Resolution: 0.02 °
Angular measuring range: 5-60 °

(金属錯体の吸着等温線の作成条件)
平衡時間:窒素10分(P/P:0〜0.17、Pは平衡圧力、Pは飽和蒸気圧をそれぞれ示す。)
(Conditions for creating adsorption isotherms for metal complexes)
Equilibrium time: Nitrogen 10 minutes (P / P 0 : 0 to 0.17, P represents the equilibrium pressure, and P 0 represents the saturated vapor pressure)

(光機能性材料の水分解光触媒能の試験におけるガスクロマトグラフィーの分析条件)
装置:島津製作所社製「GC−12A」
検出器:熱伝導度検出器(TCD)
キャリアガス:アルゴン
カラム:MS−5A
検出器温度:150℃
カラム温度:60℃
検出器電流値:60mA
(Analysis conditions of gas chromatography in water-decomposing photocatalytic activity test of photofunctional materials)
Apparatus: “GC-12A” manufactured by Shimadzu Corporation
Detector: Thermal conductivity detector (TCD)
Carrier gas: Argon Column: MS-5A
Detector temperature: 150 ° C
Column temperature: 60 ° C
Detector current value: 60 mA

(光機能性材料の有機物酸化還元光触媒能の試験におけるガスクロマトグラフィーの分析条件)
装置:島津製作所社製「GC−14B」
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
キャリアガス:ヘリウム
カラム: InertCap 1
気化室温度:200℃
検出器温度:200℃
カラム温度:120℃
(Analysis conditions of gas chromatography in the test of organic redox photocatalytic activity of photofunctional materials)
Equipment: “GC-14B” manufactured by Shimadzu Corporation
Detector: Hydrogen flame ionization detector (FID)
Carrier gas: Helium Column: InertCap 1
Vaporization chamber temperature: 200 ° C
Detector temperature: 200 ° C
Column temperature: 120 ° C

<金属錯体の製造>
[実施例1]
2.0gの2−アミノテレフタル酸、2.4mLのオルトチタン酸テトライソプロピル、36mLのN,N−ジメチルホルムアミド(以下、「DMF」という。)及び4mLのメタノールをポリテトラフルオロエチレン製のるつぼに入れ、該るつぼをステンレスジャケットで密封した。このときの2−アミノテレフタル酸とオルトチタン酸テトライソプロピルとのモル比(2−アミノテレフタル酸:オルトチタン酸テトライソプロピル)は1.3:1であり、2−アミノテレフタル酸の濃度は2.8×10mmol/L、オルトチタン酸テトライソプロピルの濃度は2.0×10mmol/Lである。
次いで、150℃に温度調整したオーブンでステンレスジャケットを48時間加熱した。このとき、るつぼは密閉されているので、内容物である液状物は加圧加熱された。加熱後、室温(25℃)まで冷却し、反応中に生じた黄色粉末をろ過して、DMFで洗浄した。さらに、得られたろ過物にDMFを加えて室温(25℃)で1分間攪拌し、これをろ過してDMFで洗浄する操作を2回繰り返した後、室温(25℃)で終夜乾燥させ、さらに150℃で1時間真空乾燥させることにより、金属錯体(A)を得た(収量1.9g)。
<Manufacture of metal complexes>
[Example 1]
Into a crucible made of polytetrafluoroethylene, 2.0 g of 2-aminoterephthalic acid, 2.4 mL of tetraisopropyl orthotitanate, 36 mL of N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as “DMF”) and 4 mL of methanol were added. And the crucible was sealed with a stainless steel jacket. At this time, the molar ratio of 2-aminoterephthalic acid to tetraisopropyl orthotitanate (2-aminoterephthalic acid: tetraisopropyl orthotitanate) was 1.3: 1, and the concentration of 2-aminoterephthalic acid was 2. The concentration of 8 × 10 2 mmol / L and tetraisopropyl orthotitanate is 2.0 × 10 2 mmol / L.
Next, the stainless steel jacket was heated for 48 hours in an oven adjusted to 150 ° C. At this time, since the crucible was sealed, the liquid material as the contents was heated under pressure. After heating, the mixture was cooled to room temperature (25 ° C.), and the yellow powder generated during the reaction was filtered and washed with DMF. Furthermore, after adding DMF to the obtained filtrate and stirring at room temperature (25 ° C.) for 1 minute, filtering this and washing with DMF was repeated twice, it was dried overnight at room temperature (25 ° C.), Furthermore, the metal complex (A) was obtained by making it vacuum-dry at 150 degreeC for 1 hour (yield 1.9g).

得られた金属錯体(A)について、XRDを測定したところ、ピークが6.7度、9.8度、 11.7度、16.6度(2θ)に観測され、文献「J.Am.Chem.Soc.2009,131,10857−10859」に記載のMIL−125と非常によく似た構造の金属錯体であることが示唆された。また、酸化チタン(アナタース型又はルチル型)に由来するピークは観測されなかった。   When XRD was measured for the obtained metal complex (A), peaks were observed at 6.7 degrees, 9.8 degrees, 11.7 degrees, and 16.6 degrees (2θ), and the document “J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10857-10859 ”was suggested to be a metal complex having a structure very similar to MIL-125. In addition, no peak derived from titanium oxide (anatase type or rutile type) was observed.

また、得られた金属錯体(A)について、77Kにおける窒素の吸着等温線を作成した。結果を図1に示す。図1中、横軸は、平衡圧力(P)を飽和蒸気圧(P)で除した相対圧を示し、縦軸は、標準状態(0℃、1気圧)における体積に換算した窒素の吸着量を示す。
前記吸着等温線から算出した金属錯体(A)のBET比表面積は、1101m−1であった。
Further, an adsorption isotherm of nitrogen at 77K was prepared for the obtained metal complex (A). The results are shown in FIG. In FIG. 1, the horizontal axis shows the relative pressure obtained by dividing the equilibrium pressure (P) by the saturated vapor pressure (P 0 ), and the vertical axis shows the adsorption of nitrogen converted to the volume in the standard state (0 ° C., 1 atm). Indicates the amount.
The BET specific surface area of the metal complex (A) calculated from the adsorption isotherm was 1101 m 2 g −1 .

[実施例2]
下記式(5)で表されるRu錯体(1)を、文献「Dalton Trans.,2007,4323−4332」及び「Eur.J.Inorg.Chem.,2010,3040−3050」の記載内容に従い合成した。
[Example 2]
The Ru complex (1) represented by the following formula (5) is synthesized according to the contents described in documents “Dalton Trans., 2007, 4323-4332” and “Eur. J. Inorg. Chem., 2010, 3040-3050”. did.

Figure 0006007650
Figure 0006007650

300mgのRu錯体(1)、0.1mLのオルトチタン酸テトライソプロピル、4.5mLのDMF及び0.5mLのメタノールをポリテトラフルオロエチレン製のるつぼに入れ、該るつぼをステンレスジャケットで密封した。このときのRu錯体(1)とオルトチタン酸テトライソプロピルのモル比(Ru錯体(1):オルトチタン酸テトライソプロピル)は1:1であり、Ru錯体(1)の濃度は0.10mmol/L、オルトチタン酸テトライソプロピルの濃度は0.07mmol/Lである。
次いで、150℃に温度調整したオーブンでステンレスジャケットを15時間加熱した。このとき、るつぼは密閉されているので、内容物である液状物は加圧加熱された。加熱後、室温(25℃)まで冷却し、反応中に生じた赤色粉末をろ過して、アセトンで洗浄した。さらに、得られたろ過物にアセトンを加えて室温(25℃)で1分間攪拌し、これをろ過してアセトンで洗浄する操作を2回繰り返した後、室温(25℃)で終夜乾燥させ、さらに100℃で1時間真空乾燥させることにより、金属錯体(B)を得た(収量250mg)。
300 mg of the Ru complex (1), 0.1 mL of tetraisopropyl orthotitanate, 4.5 mL of DMF and 0.5 mL of methanol were placed in a polytetrafluoroethylene crucible, and the crucible was sealed with a stainless steel jacket. At this time, the molar ratio of Ru complex (1) to tetraisopropyl orthotitanate (Ru complex (1): tetraisopropyl orthotitanate) was 1: 1, and the concentration of Ru complex (1) was 0.10 mmol / L. The concentration of tetraisopropyl orthotitanate is 0.07 mmol / L.
Next, the stainless steel jacket was heated in an oven adjusted to 150 ° C. for 15 hours. At this time, since the crucible was sealed, the liquid material as the contents was heated under pressure. After heating, the mixture was cooled to room temperature (25 ° C.), and the red powder generated during the reaction was filtered and washed with acetone. Furthermore, after adding acetone to the obtained filtrate and stirring at room temperature (25 ° C) for 1 minute, filtering this and washing with acetone twice, it was dried overnight at room temperature (25 ° C), Furthermore, the metal complex (B) was obtained by making it vacuum-dry at 100 degreeC for 1 hour (yield 250 mg).

得られた金属錯体(B)について、XRDを測定した。このとき得られた粉末X線回折パターンを図2に示す。ここに示すように、ピークが6.1度、10.3度、12.3度、14.7度(2θ)に観測された。また、酸化チタン(アナタース型又はルチル型)に由来するピークは観測されなかった。   XRD was measured about the obtained metal complex (B). The powder X-ray diffraction pattern obtained at this time is shown in FIG. As shown here, peaks were observed at 6.1 degrees, 10.3 degrees, 12.3 degrees, and 14.7 degrees (2θ). In addition, no peak derived from titanium oxide (anatase type or rutile type) was observed.

[実施例3]
300mgの2,2’−ビピリジン−5,5’−ジカルボン酸、0.25mLのオルトチタン酸テトライソプロピル、4.5mLのDMF及び0.5mLのメタノールをポリテトラフルオロエチレン製のるつぼに入れ、該るつぼをステンレスジャケットで密封した。このときの2,2’−ビピリジン−5,5’−ジカルボン酸とオルトチタン酸テトライソプロピルとのモル比(2,2’−ビピリジン−5,5’−ジカルボン酸:オルトチタン酸テトライソプロピル)は1.3:1であり、2,2’−ビピリジン−5,5’−ジカルボン酸の濃度は1.6×10mmol/L、オルトチタン酸テトライソプロピルの濃度は1.2×10mmol/Lである。
次いで、150℃に温度調整したオーブンでステンレスジャケットを48時間加熱した。このとき、るつぼは密閉されているので、内容物である液状物は加圧加熱された。加熱後、室温(25℃)まで冷却し、反応中に生じた白色粉末をろ過して、DMFで洗浄した。さらに、得られたろ過物にDMFを加えて室温(25℃)で1分間攪拌し、これをろ過してDMFで洗浄する操作を2回繰り返した後、室温(25℃)で終夜乾燥させ、さらに150℃で1時間真空乾燥させることにより、Ti錯体(1)を得た(収量280mg)。
窒素ガス雰囲気下、アセトン45mLに水5mLを加えた混合溶媒に、60mgのTi錯体(1)及び35mgのKPtClを加え、60℃で5時間攪拌した。室温(25℃)まで冷却した後、生じた赤黄色粉末をろ過して、アセトンおよび水で洗浄した。さらに、得られたろ過物にアセトンを加えて室温(25℃)で1分間攪拌し、これをろ過してアセトンで洗浄する操作を2回繰り返した後、室温(25℃)で終夜乾燥させ、さらに100℃で1時間真空乾燥させることにより、前駆体金属錯体として、金属錯体(C)を得た(収量50mg)。
[Example 3]
300 mg of 2,2′-bipyridine-5,5′-dicarboxylic acid, 0.25 mL of tetraisopropyl orthotitanate, 4.5 mL of DMF and 0.5 mL of methanol are placed in a polytetrafluoroethylene crucible, The crucible was sealed with a stainless steel jacket. At this time, the molar ratio of 2,2′-bipyridine-5,5′-dicarboxylic acid to tetraisopropyl orthotitanate (2,2′-bipyridine-5,5′-dicarboxylic acid: tetraisopropyl orthotitanate) is 1.3: 1, the concentration of 2,2′-bipyridine-5,5′-dicarboxylic acid is 1.6 × 10 2 mmol / L, and the concentration of tetraisopropyl orthotitanate is 1.2 × 10 2 mmol. / L.
Next, the stainless steel jacket was heated for 48 hours in an oven adjusted to 150 ° C. At this time, since the crucible was sealed, the liquid material as the contents was heated under pressure. After heating, the mixture was cooled to room temperature (25 ° C.), and the white powder generated during the reaction was filtered and washed with DMF. Furthermore, after adding DMF to the obtained filtrate and stirring at room temperature (25 ° C.) for 1 minute, filtering this and washing with DMF was repeated twice, it was dried overnight at room temperature (25 ° C.), Further, the Ti complex (1) was obtained by vacuum-drying at 150 ° C. for 1 hour (yield 280 mg).
Under a nitrogen gas atmosphere, 60 mg of Ti complex (1) and 35 mg of K 2 PtCl 4 were added to a mixed solvent obtained by adding 5 mL of water to 45 mL of acetone, and stirred at 60 ° C. for 5 hours. After cooling to room temperature (25 ° C.), the resulting red-yellow powder was filtered and washed with acetone and water. Furthermore, after adding acetone to the obtained filtrate and stirring at room temperature (25 ° C) for 1 minute, filtering this and washing with acetone twice, it was dried overnight at room temperature (25 ° C), Furthermore, the metal complex (C) was obtained as a precursor metal complex by vacuum-drying at 100 degreeC for 1 hour (yield 50 mg).

得られた金属錯体(C)について、XRDを測定した。このとき得られた粉末X線回折パターンを図3に示す。ここに示すように、ピークが6.2度、12.4度、16.2度、17.5度、18.7度、25.0度、25.8度、28.0度(2θ)に観測された。また、酸化チタン(アナタース型又はルチル型)に由来するピークは観測されなかった。   XRD was measured about the obtained metal complex (C). The powder X-ray diffraction pattern obtained at this time is shown in FIG. As shown here, the peaks are 6.2 degrees, 12.4 degrees, 16.2 degrees, 17.5 degrees, 18.7 degrees, 25.0 degrees, 25.8 degrees, 28.0 degrees (2θ). Observed. In addition, no peak derived from titanium oxide (anatase type or rutile type) was observed.

<比較用の金属錯体の製造>
[比較例1]
文献「J.Am.Chem.Soc.2009,131,10857−10859」に記載の方法に従って、下記手順により金属錯体を製造した。
2.0gのテレフタル酸、2.4mLのオルトチタン酸テトライソプロピル、36mLのDMF及び4mLのメタノールをポリテトラフルオロエチレン製のるつぼに入れ、該るつぼをステンレスジャケットで密封した。
次いで、150℃に温度調整したオーブンでステンレスジャケットを15時間加熱した後、室温(25℃)まで冷却し、反応中に生じた白色粉末をろ過して、DMFで洗浄した。さらに、得られたろ過物にDMFを加えて室温(25℃)で1分間攪拌し、これをろ過してDMFで洗浄する操作を2回繰り返した後、室温(25℃)で終夜乾燥させ、さらに150℃で1時間真空乾燥させることにより、比較用の金属錯体(RA)を得た(収量2.0g)。
<Production of comparative metal complex>
[Comparative Example 1]
According to the method described in the document “J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10857-10859”, a metal complex was produced by the following procedure.
2.0 g terephthalic acid, 2.4 mL tetraisopropyl orthotitanate, 36 mL DMF and 4 mL methanol were placed in a polytetrafluoroethylene crucible and the crucible was sealed with a stainless steel jacket.
Next, the stainless steel jacket was heated in an oven adjusted to 150 ° C. for 15 hours, then cooled to room temperature (25 ° C.), and the white powder generated during the reaction was filtered and washed with DMF. Furthermore, after adding DMF to the obtained filtrate and stirring at room temperature (25 ° C.) for 1 minute, filtering this and washing with DMF was repeated twice, it was dried overnight at room temperature (25 ° C.), Furthermore, the metal complex (RA) for a comparison was obtained by making it vacuum-dry at 150 degreeC for 1 hour (yield 2.0g).

得られた金属錯体(RA)について、XRDを測定したところ、ピークが6.7度、9.8度、 11.7度、16.6度(2θ)に観測され、文献「J.Am.Chem.Soc.2009,131,10857−10859」に記載のMIL−125であることが示唆された。また、酸化チタン(アナタース型又はルチル型)に由来するピークは観測されなかった。   When XRD was measured for the obtained metal complex (RA), peaks were observed at 6.7 degrees, 9.8 degrees, 11.7 degrees, and 16.6 degrees (2θ), and the document “J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10857-10859 ”. In addition, no peak derived from titanium oxide (anatase type or rutile type) was observed.

<光機能性材料の製造>
[実施例4]
400mgの金属錯体(A)と、白金仕込み量が0.5質量%となるように調製した塩化白金酸のメタノール溶液とを石英製ガラス容器に入れ、ここへさらに20mLのDMF及び20mLのメタノールを加え、混合した。得られた懸濁混合液に対して、アルゴンバブリングを10分間行った後、東芝社製100W高圧水銀灯「SHL−100UV」を用いて、5mWcm−2で3時間、紫外光を照射した。次いで、遠心分離を行い、上澄みを除いた。さらに、残渣にDMFを加えて室温(25)℃で1分間攪拌し、これを遠心分離して上澄みを除く操作を2回繰り返した後、室温(25℃)で終夜乾燥させ、さらに150℃で1時間真空乾燥させることにより、金属錯体(A)に光電着法によって白金粒子を担持させた光機能性材料(A1)を得た(収量362mg)。
<Manufacture of optical functional materials>
[Example 4]
400 mg of the metal complex (A) and a methanol solution of chloroplatinic acid prepared so that the amount of platinum charged is 0.5% by mass are put in a quartz glass container, and 20 mL of DMF and 20 mL of methanol are further added thereto. Added and mixed. The resulting suspension mixture was subjected to argon bubbling for 10 minutes, and then irradiated with ultraviolet light at 5 mWcm −2 for 3 hours using a 100 W high-pressure mercury lamp “SHL-100UV” manufactured by Toshiba Corporation. Subsequently, centrifugation was performed and the supernatant was removed. Further, DMF was added to the residue, and the mixture was stirred at room temperature (25) ° C. for 1 minute, centrifuged, and the operation of removing the supernatant was repeated twice, followed by drying at room temperature (25 ° C.) overnight, and further at 150 ° C. By vacuum-drying for 1 hour, a photofunctional material (A1) in which platinum particles were supported on the metal complex (A) by a photo-deposition method was obtained (yield 362 mg).

得られた光機能性材料(A1)について、XRDを測定したところ、XRDパターンは金属錯体(A)のものと同じであった。   When XRD was measured about the obtained optical functional material (A1), the XRD pattern was the same as that of the metal complex (A).

また、得られた光機能性材料(A1)について、実施例1の場合と同様の方法で、77Kにおける窒素の吸着等温線を作成した。結果を図4に示す。図4中の横軸及び縦軸は、図1の場合と同じである。
実施例1の場合と同様の方法で、前記吸着等温線から算出した光機能性材料(A1)のBET比表面積は、910m−1であった。
Further, with respect to the obtained optical functional material (A1), an adsorption isotherm of nitrogen at 77 K was prepared in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG. The horizontal and vertical axes in FIG. 4 are the same as in FIG.
In the same manner as in Example 1, the BET specific surface area of the optical functional material (A1) calculated from the adsorption isotherm was 910 m 2 g −1 .

[実施例5〜7]
白金仕込み量を0.5質量%に代えて、1.0質量%、1.5質量%又は2.0質量%としたこと以外は、実施例4と同様の方法で、光機能性材料(A2)〜(A4)を得た。表1に、実施例4〜7における、白金仕込み量(光機能性材料における白金担持量)と光機能性材料との対応関係を示す。
[Examples 5 to 7]
In the same manner as in Example 4 except that the amount of platinum charged was changed to 0.5% by mass, and 1.0% by mass, 1.5% by mass, or 2.0% by mass, an optical functional material ( A2) to (A4) were obtained. Table 1 shows the correspondence between the amount of platinum charged (the amount of platinum supported in the optical functional material) and the optical functional material in Examples 4 to 7.

Figure 0006007650
Figure 0006007650

[実施例8]
パイレックス(登録商標)(コーニング社)製の反応セルに、10mgの金属錯体(B)と、5.5μLの0.02M塩化白金酸水溶液と、2mLの0.01Mトリエタノールアミン水溶液と、を入れ、凍結脱気した。
次いで、光源として、420nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターが取り付けられた三永電機製作所社製500Wキセノンランプ「スーパーブライト500、XEF−501S」を用いて、この凍結脱気後の試料に光を照射し、光機能性材料(B)及びトリエタノールアミンを含む懸濁混合液(B)を得た。
[Example 8]
A reaction cell made of Pyrex (registered trademark) (Corning) was charged with 10 mg of the metal complex (B), 5.5 μL of 0.02 M chloroplatinic acid aqueous solution, and 2 mL of 0.01 M triethanolamine aqueous solution. , Freeze degassed.
Next, as a light source, a 500 W xenon lamp “Super Bright 500, XEF-501S” manufactured by Mitsunaga Electric Mfg. Co., Ltd., to which a cut filter that blocks light with a wavelength of 420 nm or less was attached, was used for the sample after freeze degassing. Light was irradiated to obtain a suspension mixed solution (B) containing the photofunctional material (B) and triethanolamine.

[実施例9]
パイレックス(登録商標)(コーニング社)製の反応セルに、10mgの金属錯体(C)と、5.5μLの0.02M塩化白金酸水溶液と、2mLの0.01Mトリエタノールアミン水溶液と、を入れ、凍結脱気した。
次いで、光源として、420nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターが取り付けられた三永電機製作所社製500Wキセノンランプ「スーパーブライト500、XEF−501S」を用いて、この凍結脱気後の試料に光を照射し、光機能性材料(C)及び
トリエタノールアミンを含む懸濁混合液(C)を得た。
[Example 9]
A reaction cell made of Pyrex (registered trademark) (Corning) was charged with 10 mg of the metal complex (C), 5.5 μL of 0.02 M chloroplatinic acid aqueous solution, and 2 mL of 0.01 M triethanolamine aqueous solution. , Freeze degassed.
Next, as a light source, a 500 W xenon lamp “Super Bright 500, XEF-501S” manufactured by Mitsunaga Electric Mfg. Co., Ltd., to which a cut filter that blocks light with a wavelength of 420 nm or less was attached, was used for the sample after freeze degassing. Light was irradiated to obtain a suspension mixed solution (C) containing the photofunctional material (C) and triethanolamine.

<比較用の光機能性材料の製造>
[比較例2]
400mgの金属錯体(RA)と、白金仕込み量が0.5質量%となるように調製した塩化白金酸のメタノール溶液とを石英製ガラス容器に入れ、ここへさらに20mLのDMF及び20mLのメタノールを加え、混合した。得られた懸濁混合液に対して、アルゴンバブリングを10分間行った後、東芝社製100W高圧水銀灯「SHL−100UV」を用いて、5mWcm−2で3時間、紫外光を照射した。次いで、遠心分離を行い、上澄みを除いた。さらに、残渣にDMFを加えて室温(25℃)で1分間攪拌し、これを遠心分離して上澄みを除く操作を2回繰り返した後、室温(25℃)で終夜乾燥させ、さらに150℃で1時間真空乾燥させることにより、金属錯体(RA)に光電着法によって白金粒子を担持させた、比較用の光機能性材料(RA)を得た(収量370mg)。
<Manufacture of optical functional materials for comparison>
[Comparative Example 2]
400 mg of the metal complex (RA) and a methanol solution of chloroplatinic acid prepared so that the amount of platinum charged is 0.5% by mass are put in a quartz glass container, and further 20 mL of DMF and 20 mL of methanol are added thereto. Added and mixed. The resulting suspension mixture was subjected to argon bubbling for 10 minutes, and then irradiated with ultraviolet light at 5 mWcm −2 for 3 hours using a 100 W high-pressure mercury lamp “SHL-100UV” manufactured by Toshiba Corporation. Subsequently, centrifugation was performed and the supernatant was removed. Further, DMF was added to the residue, and the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 1 minute, centrifuged, and the operation of removing the supernatant was repeated twice, followed by drying at room temperature (25 ° C.) overnight, and further at 150 ° C. By vacuum-drying for 1 hour, a comparative photofunctional material (RA) in which platinum particles were supported on the metal complex (RA) by a photo-deposition method was obtained (yield 370 mg).

得られた光機能性材料(RA)について、XRDを測定したところ、XRDパターンは金属錯体(RA)のものと同じであった。   When XRD was measured about the obtained optical functional material (RA), the XRD pattern was the same as that of a metal complex (RA).

<水分解光触媒能の試験(1)>
実施例4で得られた光機能性材料(A1)、実施例8で得られた光機能性材料(B)、実施例9で得られた光機能性材料(C)、及び比較例2で得られた比較用の光機能性材料(RA)について、犠牲還元剤(トリエタノールアミン)の存在下における、光照射時の水分解触媒能の試験を行った。具体的には、以下の通りである。
パイレックス(登録商標)(コーニング社)製の反応セルに、10mgの光機能性材料(A1)又は(RA)と、犠牲還元剤として2mLの0.01Mトリエタノールアミン水溶液とを入れ、凍結脱気した。
次いで、光源として、カットフィルターが取り付けられた三永電機製作所社製500Wキセノンランプ「スーパーブライト500、XEF−501S」を用いて、この凍結脱気後の試料に光を照射した。
光照射条件(1)としては、上記キセノンランプに、390nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターを取り付けて、光の照射を行った(照射光波長>390nm)。光照射条件(2)としては、上記キセノンランプに、420nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターを取り付けて、光の照射を行った(照射光波長>420nm)。光の照射光量は、100mWcm−2とした。
そして、水の分解により発生した水素の量をガスクロマトグラフィーで定量した。結果を表2に示す。
また、実施例8で得られた光機能性材料(B)及びトリエタノールアミンを含む懸濁混合液(B)、並びに実施例9で得られた光機能性材料(C)及びトリエタノールアミンを含む懸濁混合液(C)について、犠牲還元剤(トリエタノールアミン)の存在下における、光照射時の水分解触媒能の試験を行った(懸濁混合液(B)は実施例8で脱気済みであり、懸濁混合液(C)は実施例9で脱気済みである)。具体的には、以下の通りである。
光源として、カットフィルターが取り付けられた三永電機製作所社製500Wキセノンランプ「スーパーブライト500、XEF−501S」を用いて、懸濁混合液(B)又は(C)に前記光照射条件(2)で光を照射した。光の照射光量は、100mWcm−2とした。そして、水の分解により発生した水素の量をガスクロマトグラフィーで定量した。結果を表2に示す。
<Test of water splitting photocatalytic activity (1)>
In the optical functional material (A1) obtained in Example 4, the optical functional material (B) obtained in Example 8, the optical functional material (C) obtained in Example 9, and the comparative example 2 The obtained photofunctional material (RA) for comparison was tested for water splitting catalytic ability during light irradiation in the presence of a sacrificial reducing agent (triethanolamine). Specifically, it is as follows.
Pyrex (registered trademark) (Corning Co., Ltd.) reaction cell was charged with 10 mg of photofunctional material (A1) or (RA) and 2 mL of 0.01 M triethanolamine aqueous solution as a sacrificial reducing agent. did.
Next, using a 500 W xenon lamp “Super Bright 500, XEF-501S” manufactured by Mitsunaga Electric Co., Ltd., to which a cut filter was attached, as a light source, the sample after freeze degassing was irradiated with light.
As the light irradiation condition (1), a cut filter that shields light with a wavelength of 390 nm or less was attached to the xenon lamp, and light irradiation was performed (irradiation light wavelength> 390 nm). As the light irradiation condition (2), a cut filter that shields light with a wavelength of 420 nm or less was attached to the xenon lamp, and light irradiation was performed (irradiation light wavelength> 420 nm). The amount of light irradiated was 100 mWcm −2 .
Then, the amount of hydrogen generated by the decomposition of water was quantified by gas chromatography. The results are shown in Table 2.
In addition, the suspension mixture (B) containing the photofunctional material (B) and triethanolamine obtained in Example 8 and the photofunctional material (C) and triethanolamine obtained in Example 9 were used. The suspension mixture (C) was tested for water splitting catalytic ability during light irradiation in the presence of a sacrificial reducing agent (triethanolamine) (the suspension mixture (B) was removed in Example 8). The suspension mixture (C) has been degassed in Example 9). Specifically, it is as follows.
Using a 500 W xenon lamp “Super Bright 500, XEF-501S” manufactured by Mitsunaga Electric Mfg. Co., Ltd. with a cut filter as a light source, the light irradiation condition (2) is applied to the suspension mixture (B) or (C). We irradiated with light. The amount of light irradiated was 100 mWcm −2 . Then, the amount of hydrogen generated by the decomposition of water was quantified by gas chromatography. The results are shown in Table 2.

Figure 0006007650
Figure 0006007650

上記結果から明らかなように、光機能性材料(A1)を用いた場合には、光照射条件(1)での光照射により十分な量の水素の発生が認められ、光照射条件(2)でのさらに長波長側での光照射でも、水素の発生が明確に認められた。光機能性材料(B)及び(C)を用いた場合にも、長波長側の光照射条件(2)での光照射により十分な量の水素の発生が認められた。このように、光機能性材料(A1)、(B)及び(C)は、可視光応答性を有し、優れた水分解光触媒能を有していた。
これに対して、光機能性材料(RA)を用いた場合には、光照射条件(1)及び(2)での光照射において、水素の発生を示すピークが確認されず、水素の発生量は検出限界値未満であった(<0.01μmol/h)。このように、光機能性材料(RA)は、可視光に対する応答性をほとんど有していないことが示唆された。
As is clear from the above results, when the photofunctional material (A1) is used, a sufficient amount of hydrogen is generated by light irradiation under the light irradiation condition (1), and the light irradiation condition (2). The generation of hydrogen was clearly observed even when irradiated with light on the longer wavelength side. Even when the optical functional materials (B) and (C) were used, generation of a sufficient amount of hydrogen was observed by light irradiation under the light irradiation condition (2) on the long wavelength side. Thus, the photofunctional materials (A1), (B), and (C) had visible light responsiveness and had excellent water-decomposing photocatalytic ability.
On the other hand, when the optical functional material (RA) is used, the peak indicating the generation of hydrogen is not confirmed in the light irradiation under the light irradiation conditions (1) and (2), and the amount of hydrogen generated Was less than the detection limit (<0.01 μmol / h). Thus, it was suggested that the optical functional material (RA) has almost no response to visible light.

<水分解光触媒能の試験(2)>
実施例1で得られた金属錯体(A)、及び実施例4〜7で得られた光機能性材料(A1)〜(A4)について、犠牲還元剤(トリエタノールアミン)の存在下における、光照射時の水分解触媒能の試験を行った。具体的には、以下の通りである。
パイレックス(登録商標)(コーニング社)製の反応セルに、10mgの金属錯体(A)、又は光機能性材料(A1)、(A2)、(A3)若しくは(A4)と、犠牲還元剤として2mLの0.01Mトリエタノールアミン水溶液と、を入れ、凍結脱気した。
次いで、光源として、カットフィルターが取り付けられた三永電機製作所社製500Wキセノンランプ「スーパーブライト500、XEF−501S」を用いて、この凍結脱気後の試料に、前記光照射条件(2)で光を3時間照射した。光の照射光量は、100mWcm−2とした。
そして、水の分解により発生した水素の量をガスクロマトグラフィーで定量した。結果を表3に示す。
<Test of water-splitting photocatalytic activity (2)>
For the metal complex (A) obtained in Example 1 and the optical functional materials (A1) to (A4) obtained in Examples 4 to 7, light in the presence of a sacrificial reducing agent (triethanolamine) The water decomposition catalytic ability at the time of irradiation was tested. Specifically, it is as follows.
In a reaction cell made of Pyrex (registered trademark) (Corning), 10 mg of the metal complex (A), or the optical functional material (A1), (A2), (A3) or (A4), and 2 mL as a sacrificial reducing agent And 0.01M triethanolamine aqueous solution were added and freeze degassed.
Next, using a 500 W xenon lamp “Super Bright 500, XEF-501S” manufactured by Mitsunaga Electric Mfg. Co., Ltd., to which a cut filter is attached, as a light source, the sample after freezing and degassing is subjected to the light irradiation condition (2). Light was irradiated for 3 hours. The amount of light irradiated was 100 mWcm −2 .
Then, the amount of hydrogen generated by the decomposition of water was quantified by gas chromatography. The results are shown in Table 3.

Figure 0006007650
Figure 0006007650

上記結果から明らかなように、金属錯体(A)、及び光機能性材料(A1)〜(A4)を用いたいずれの場合でも、光照射条件(2)での光照射により十分な量の水素の発生が認められ、優れた水分解光触媒能を有していた。   As is clear from the above results, a sufficient amount of hydrogen can be obtained by light irradiation under the light irradiation condition (2) in any case using the metal complex (A) and the photofunctional materials (A1) to (A4). The water decomposition photocatalytic ability was excellent.

<水分解光触媒能の試験(3)>
実施例4で得られた光機能性材料(A1)について、犠牲還元剤(トリエタノールアミン)の存在下における、光照射時の水分解触媒能の試験を行った。具体的には、以下の通りである。
パイレックス(登録商標)(コーニング社)製の反応セルに、10mgの光機能性材料(A1)と、犠牲還元剤として2mLの0.01Mトリエタノールアミン水溶液と、を入れ、凍結脱気した。
次いで、光源として、カットフィルターが取り付けられた三永電機製作所社製500Wキセノンランプ「スーパーブライト500、XEF−501S」を用いて、この凍結脱気後の試料に、前記光照射条件(1)及び(2)に加え、下記光照射条件(3)〜(5)で光を照射した。光照射条件(3)としては、上記キセノンランプに、450nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターを取り付けて、光の照射を行った(照射光波長>450nm)。光照射条件(4)としては、上記キセノンランプに、480nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターを取り付けて、光の照射を行った(照射光波長>480nm)。光照射条件(5)としては、上記キセノンランプに、500nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターを取り付けて、光の照射を行った(照射光波長>500nm)。光の照射光量は、100mWcm−2とした。
そして、水の分解により発生した水素の量をガスクロマトグラフィーで定量した。結果を表4に示す。
<Test of water splitting photocatalytic activity (3)>
The photofunctional material (A1) obtained in Example 4 was tested for water splitting catalytic ability during light irradiation in the presence of a sacrificial reducing agent (triethanolamine). Specifically, it is as follows.
A reaction cell made of Pyrex (registered trademark) (Corning) was charged with 10 mg of the optical functional material (A1) and 2 mL of 0.01 M triethanolamine aqueous solution as a sacrificial reducing agent, and freeze-deaerated.
Next, using a 500 W xenon lamp “Super Bright 500, XEF-501S” manufactured by Mitsunaga Electric Manufacturing Co., Ltd., to which a cut filter is attached, as the light source, the light irradiation condition (1) and In addition to (2), light was irradiated under the following light irradiation conditions (3) to (5). As the light irradiation condition (3), a cut filter for blocking light having a wavelength of 450 nm or less was attached to the xenon lamp, and light irradiation was performed (irradiation light wavelength> 450 nm). As light irradiation condition (4), a cut filter that shields light having a wavelength of 480 nm or less was attached to the xenon lamp, and light irradiation was performed (irradiation light wavelength> 480 nm). As the light irradiation condition (5), a cut filter that shields light having a wavelength of 500 nm or less was attached to the xenon lamp, and light irradiation was performed (irradiation light wavelength> 500 nm). The amount of light irradiated was 100 mWcm −2 .
Then, the amount of hydrogen generated by the decomposition of water was quantified by gas chromatography. The results are shown in Table 4.

Figure 0006007650
Figure 0006007650

上記結果から明らかなように、光機能性材料(A1)は、光照射条件(1)〜(5)のいずれの光照射条件であっても、光照射により十分な量の水素の発生が認められ、優れた水分解光触媒能を有していた。   As is clear from the above results, the photofunctional material (A1) has a sufficient amount of hydrogen generated by light irradiation under any of the light irradiation conditions (1) to (5). And had excellent water splitting photocatalytic activity.

<水分解光触媒能の試験(4)>
実施例2で得られた金属錯体(B)について、犠牲還元剤(トリエタノールアミン)の存在下における、光照射時の水分解触媒能の試験を行った。具体的には、以下の通りである。
パイレックス(登録商標)(コーニング社)製の反応セルに、10mgの金属錯体(B)と、犠牲還元剤として2mLの0.01Mトリエタノールアミン水溶液と、を入れ、凍結脱気した。
次いで、光源として、カットフィルターが取り付けられた三永電機製作所社製500Wキセノンランプ「スーパーブライト500、XEF−501S」を用いて、この凍結脱気後の試料に、前記光照射条件(2)〜(4)に加え、下記光照射条件(6)及び(7)で光を照射した。光照射条件(6)としては、上記キセノンランプに、550nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターを取り付けて、光の照射を行った(照射光波長>550nm)。光照射条件(7)としては、上記キセノンランプに、620nm以下の波長の光を遮光するカットフィルターを取り付けて、光の照射を行った(照射光波長>620nm)。光の照射光量は、100mWcm−2とした。
そして、水の分解により発生した水素の量をガスクロマトグラフィーで定量した。結果を表5に示す。
<Test of water-splitting photocatalytic activity (4)>
The metal complex (B) obtained in Example 2 was tested for water splitting catalytic ability during light irradiation in the presence of a sacrificial reducing agent (triethanolamine). Specifically, it is as follows.
A reaction cell made of Pyrex (registered trademark) (Corning) was charged with 10 mg of the metal complex (B) and 2 mL of a 0.01 M triethanolamine aqueous solution as a sacrificial reducing agent, followed by freeze degassing.
Next, using a 500 W xenon lamp “Super Bright 500, XEF-501S” manufactured by Mitsunaga Electric Mfg. Co., Ltd., to which a cut filter is attached, as the light source, the light irradiation conditions (2) to In addition to (4), light was irradiated under the following light irradiation conditions (6) and (7). As the light irradiation condition (6), a cut filter that shields light having a wavelength of 550 nm or less was attached to the xenon lamp, and light irradiation was performed (irradiation light wavelength> 550 nm). As the light irradiation condition (7), a cut filter that shields light having a wavelength of 620 nm or less was attached to the xenon lamp, and light irradiation was performed (irradiation light wavelength> 620 nm). The amount of light irradiated was 100 mWcm −2 .
Then, the amount of hydrogen generated by the decomposition of water was quantified by gas chromatography. The results are shown in Table 5.

Figure 0006007650
Figure 0006007650

上記結果から明らかなように、金属錯体(B)は、光照射条件(2)〜(4)、(6)、(7)のいずれの光照射条件であっても、光照射により十分な量の水素の発生が認められ、優れた水分解光触媒能を有していた。   As is clear from the above results, the metal complex (B) has a sufficient amount by light irradiation under any of the light irradiation conditions (2) to (4), (6), and (7). Generation of hydrogen was observed, and it had excellent water splitting photocatalytic ability.

<有機物酸化還元光触媒能の試験>
実施例4で得られた光機能性材料(A1)について、犠牲還元剤(トリエタノールアミン)の存在下における、光照射時の有機物(ニトロベンゼン)還元触媒能の試験を行った。具体的には、以下の通りである。
パイレックス(登録商標)(コーニング社)製の反応セルに、25mgの光機能性材料(A1)と、4mLのアセトニトリル(溶媒)と、0.1mmolのニトロベンゼン(反応基質)と、1.0mmolのトリエタノールアミン(犠牲還元剤)と、を入れ、アルゴンバブリングを15分間行った。
次いで、光源として、カットフィルターが取り付けられた三永電機製作所社製500Wキセノンランプ「スーパーブライト500、XEF−501S」を用いて、アルゴンバブリング後の試料に、前記光照射条件(2)で光を照射した。光の照射光量は、100mWcm−2とした。
そして、ニトロベンゼンの光還元反応により生成したニトロソベンゼン及びアミノベンゼンの収率(%)をガスクロマトグラフィーで定量した。結果を表6に示す。
<Test of organic redox photocatalytic activity>
The photofunctional material (A1) obtained in Example 4 was tested for organic substance (nitrobenzene) reduction catalytic ability during light irradiation in the presence of a sacrificial reducing agent (triethanolamine). Specifically, it is as follows.
A reaction cell manufactured by Pyrex (registered trademark) (Corning) was charged with 25 mg of photofunctional material (A1), 4 mL of acetonitrile (solvent), 0.1 mmol of nitrobenzene (reaction substrate), and 1.0 mmol of trimethylamine. Ethanolamine (sacrificial reducing agent) was added and argon bubbling was performed for 15 minutes.
Next, using a 500 W xenon lamp “Super Bright 500, XEF-501S” manufactured by Mitsunaga Electric Mfg. Co., Ltd., to which a cut filter is attached, as a light source, the sample after argon bubbling is irradiated with light under the light irradiation condition (2). Irradiated. The amount of light irradiated was 100 mWcm −2 .
The yields (%) of nitrosobenzene and aminobenzene produced by the photoreduction reaction of nitrobenzene were quantified by gas chromatography. The results are shown in Table 6.

Figure 0006007650
Figure 0006007650

上記結果から明らかなように、光機能性材料(A1)は、光照射条件(2)での光照射により、ニトロベンゼンをアミノベンゼンに還元しており、優れた有機物酸化還元光触媒能を有していた。   As is clear from the above results, the photofunctional material (A1) reduces nitrobenzene to aminobenzene by light irradiation under the light irradiation condition (2), and has excellent organic redox photocatalytic ability. It was.

本発明は、可視光に対する応答性を有する光機能性材料として有用である。   The present invention is useful as an optical functional material having responsiveness to visible light.

Claims (6)

下記式(1)で表される化合物がチタン原子に配位している配位高分子と、金属粒子又は前記配位高分子以外のその他の金属錯体と、を含む光機能性材料。
Figure 0006007650
(式中、Pは、R及びR以外に置換基を有していてもよい、ベンゼン、ナフタレン、アズレン、アントラセン、テトラセン又はペンタセンから、「m+n」個の水素原子を除いてなる芳香族炭化水素基、るいはマンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム及び白金の原子から選ばれる1種の金属原子と単環芳香族複素環式基及び/又はフェニル基が1以上の単結合で連結された配位子とで構成された金属錯体部位を有する基であり、前記芳香族炭化水素基が1以上の単結合で連結された基であってもよく;
は式「−CO 」又は「−CO H」で表される基あり;mは2以上の整数であり、Pが前記金属錯体部位を有する基である場合、mは4以下であり、複数あるRは互いに同一であっても異なっていてもよく;
は、ハロゲン原子、又は式「−OH」、「−OR」、「−NH」、「−NR 」もしくは「−NO」で表される基(ここで、Rは炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基であり、式「−NR 」において2個のRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。)であり;nは、Pが炭素数6の芳香族炭化水素基である場合には1以上の整数であり、それ以外の場合には0以上の整数であり、nが2以上の整数である場合、複数あるRは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
A photofunctional material comprising a coordination polymer in which a compound represented by the following formula (1) is coordinated to a titanium atom , and metal particles or other metal complexes other than the coordination polymer .
Figure 0006007650
(In the formula, P is an aromatic group obtained by removing “m + n” hydrogen atoms from benzene, naphthalene, azulene, anthracene, tetracene or pentacene, which may have a substituent other than R a and R b. hydrocarbon group, Oh Rui manganese, iron, cobalt, nickel, connected by one metal atom and a monocyclic aromatic heterocyclic group and / or a phenyl group selected from the atoms of ruthenium and platinum one or more single bond A group having a metal complex site composed of a ligand formed, and the aromatic hydrocarbon group may be a group linked by one or more single bonds;
R a formula "-CO 2 -" is a group represented by or "-CO 2 H"; m is an integer of 2 or more, if P is a group having the metal complex sites, m is 4 And a plurality of R a may be the same or different from each other;
R b is a halogen atom or a group represented by the formula “—OH”, “—OR B ”, “—NH 2 ”, “—NR B 2 ” or “—NO 2 ” (where R B is alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, two R B in the formula "-NR B 2" may being the same or different.) in Yes; n is an integer of 1 or more when P is an aromatic hydrocarbon group having 6 carbon atoms; otherwise, it is an integer of 0 or more; and n is an integer of 2 or more The plurality of R b may be the same as or different from each other. )
前記Pが、R及びR以外に置換基を有していてもよい、ベンゼン、ナフタレン、アズレン、アントラセン、トラセン又はペンタセンから、「m+n」個の水素原子を除いてなる芳香族炭化水素基である、請求項1に記載の光機能性材料。 Wherein P may have a substituent other than R a and R b, benzene, naphthalene, azulene, anthracene, from Te anthracene or pentacene, "m + n" number of aromatic hydrocarbons obtained by removing a hydrogen atom The optical functional material according to claim 1, which is a group. 前記Pが、R及びR以外に置換基を有していてもよい、2−フェニルピリジン、2,2’−ビピリジン、5,5’−ビスフェニル−2,2’−ビピリジン、1,3−ビス(2−ピリジル)ベンゼン、2,2’:6’,2’’−テルピリジン、4−フェニル−2,2’:6’,2’’−テルピリジン又は2,2’:6’,2’’:6’’,2’’’−クォータピリジンから、「m+n」個の水素原子を除いてなる基を含む金属錯体部位を有する基である、請求項1に記載の光機能性材料。 The P may have a substituent other than R a and R b , 2-phenylpyridine, 2,2′-bipyridine, 5,5′-bisphenyl-2,2′-bipyridine, 1, 3-bis (2-pyridyl) benzene, 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine, 4-phenyl-2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine or 2,2 ′: 6 ′, The optical functional material according to claim 1, which is a group having a metal complex site containing a group formed by removing “m + n” hydrogen atoms from 2 ″: 6 ″, 2 ′ ″-quaterpyridine. . 請求項1〜のいずれか一項に記載の光機能性材料を用いてなる水分解光触媒。 A water-splitting photocatalyst using the photofunctional material according to any one of claims 1 to 3 . 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光機能性材料の製造方法であって、It is a manufacturing method of the optical functional material according to any one of claims 1 to 3,
前記式(1)で表される化合物と、チタン原子を含む1種又は2種以上の金属塩と、を反応させて、前記配位高分子を得る工程と、Reacting the compound represented by the formula (1) with one or more metal salts containing a titanium atom to obtain the coordination polymer;
得られた前記配位高分子と、金属粒子又は前記配位高分子以外のその他の金属錯体と、を混合する工程と、を含む光機能性材料の製造方法。And a step of mixing the obtained coordination polymer with metal particles or other metal complex other than the coordination polymer.
前記式(1)で表される化合物と、前記金属塩とを、60〜250℃の範囲で加熱することによって反応させる、請求項5に記載の光機能性材料の製造方法。The method for producing an optical functional material according to claim 5, wherein the compound represented by the formula (1) is reacted with the metal salt by heating in the range of 60 to 250 ° C.
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