이종 리간드와 전이금속 이온을 함유하는 나선형 초거대분자 및 그 합성방법
Supramolecular helicates containing heteroleptic ligands and transition metal ions and synthetic method thereof
특허 요약
이종 (heteroleptic) 리간드와 금속 이온을 효율적으로 배위결합 기반으로 조립하여 얻어내는 무기초분자는 구조적 복잡성과 독특한 물리/화학적 특성을 구조 내에 담지할 수 있다. 특히 분자대칭성의 효과를 효율적으로 이용하여 기능적 초분자 구조체를 제조할 수 있다. 분자대칭성의 중요성은 다양한 금속이온을 변화시켜 얻어지는 초분자의 제조 여부로 확인 가능하다. DMF 내에서 MeOH 또는 H 2 SO 4 와 같은 소량의 첨가물 존재하에 H 2 PDA (2,6-pyridinedicarboxylic acid) 와 H 2 AIP (5-aminoisophthalic acid) 두 종류의 리간드와 금속이온 전구체 M(CH 3 COO) 2 ・4H 2 O (M = Ni ( 1 ), Co ( 2 ) 및 Mn ( 3 ))를 고온에서 반응시켜 [M(PDA) 6 (AIP) 3 (DMF) 6-x (H 2 O) x ] (M = Ni ( 1 ), Co ( 2 ) 및 Mn ( 3 ); 1 에서는 x=0, 그리고 2 및 3 에서는 x=4)로 표현되는 금속 클러스터 기반 이종 초거대분자를 합성할 수 있다. 각각의 금속이온의 독특한 이온반지름이나 배위구조 선호도에도 불구하고 세 개의 리간드 가닥으로 연결된 나선형 구조체를 형성하는 것을 통해 분자대칭성이 ...(이하생략)
청구항
번호청구항
1

이종 리간드와 전이금속 이온 Ni2+ 또는 Mn2+를 함유하며, 화학식 [M8(PDA)6(AIP)3(DMF)6-x(H2O)x] (단, M = Ni 또는 Mn; M = Ni일 때 x=0, M이 Mn일 때 x=4, PDA: Pyridinediarboxylate, AIP: 5-aimnoisophthalate, DMF: N,N-dimethylformamide)로 표시되는 이종 나선형 금속 초거대분자.

2

청구항 1에 있어서,상기 이종 나선형 금속 초거대분자는 판상 또는 막대모양으로 결정화되며 삼방격자구조로 결정화됨을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자.

3

청구항 1에 있어서,상기 이종 나선형 금속 초거대분자는 삼중 나선 형태를 이룸을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자.

4

청구항 1에 있어서,상기 이종 나선형 금속 초거대분자는 M = Ni인 경우 오른쪽 회전 나선 형태 또는 왼쪽 회전 나선 형태를 이룸을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자.

5

청구항 1에 있어서,상기 이종 나선형 금속 초거대분자는 각 3개 금속 이온으로 이루어진 삼각형 평면으로 이루어진 분리할 수 없는 4핵 금속 클러스터 두 개가 세 개의 AIP에 의해 비스듬히 연결되어 있음을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자.

6

청구항 5에 있어서,상기 4핵 금속 클러스터의 3개 금속이온으로 이루어진 삼각형 평면은 서로 25 내지 45°의 2면각을 가짐을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자.

7

청구항 1에 있어서,상기 이종 나선형 금속 초거대분자는 자성을 나타냄을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자.

8

청구항 7에 있어서,상기 이종 나선형 금속 초거대분자는 금속이 Mn임을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자.

9

청구항 1의 이종 나선형 금속 초거대분자 간 수소 결합으로 형성됨을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자의 고체 상태 결정성 패킹.

10

청구항 9에 있어서,상기 금속이 Ni인 경우 상기 고체 상태 결정성 패킹은 벌집 형태임을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자의 고체 상태 결정성 패킹.

11

(가) DMF 내에서 MeOH 또는 H2SO4의 첨가물 존재하에 3 당량의 M(CH3COO)2・4H2O (단, M = Ni 또는 Mn), 2 당량의 H2PDA (2,6-pyridinedicarboxylic acid) 및 1 당량의 H2AIP (5-aminoisophthalic acid)를 상온에서 용기에 혼합하는 단계;(나) 상기 (가) 단계를 거친 용기를 단단히 밀폐하여 90110℃로 가열하는 단계; 및(다) 상기 (나) 단계에서 가열한 반응 혼합물을 2040시간 동안 90~110℃로 유지한 다음 30℃로 냉각하는 단계;를 포함하는 이종 리간드와 전이금속 이온 Ni2+ 또는 Mn2+를 함유하며, 화학식 [M8(PDA)6(AIP)3(DMF)6-x(H2O)x] (단, M = Ni 또는 Mn; M = Ni일 때 x=0, M이 Mn일 때 x=4, PDA: Pyridinediarboxylate, AIP: 5-aimnoisophthalate, DMF: N,N-dimethylformamide)로 표시되는 이종 나선형 금속 초거대분자 합성방법.

12

청구항 11에 있어서,상기 (나) 단계의 승온 속도는 23℃/min이며, 상기 (다) 단계의 냉각 속도는 0.20.3℃/min임을 특징으로 하는 이종 나선형 금속 초거대분자 합성방법.

13

이종 리간드와 전이금속 이온 Ni2+ 또는 Mn2+를 함유하며, 화학식 [M8(PDA)6(AIP)3(DMF)6-x(H2O)x] (단, M = Ni 또는 Mn; M = Ni일 때 x=0, M이 Mn일 때 x=4, PDA: Pyridinediarboxylate, AIP: 5-aimnoisophthalate, DMF: N,N-dimethylformamide)로 표시되는 이종 나선형 금속 초거대분자를 포함하는 분자 자석.

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