[发明专利]手性金属氧化物结构体的制造方法及手性多孔结构体

说明书

技术领域

本发明涉及手性金属氧化物结构体的制造方法及手性多孔结构体。

背景技术

近年来，提出了大量纳米结构体，所述纳米结构体是在平衡或非平衡状态下通过分子间相互作用使有机或无机化合物进行自组织而得到的，且具有特定的空间形状及纳米级的有序结构等。这些纳米结构体不仅可以用作用于构筑各种组成的有机/无机复合纳米材料的基底，而且还可以用作用于形成由各种材质构成的纳米结构体的模板，因此，吸引了跨学科领域、工业领域等的关注。

作为这样的纳米结构物的例子，例如，在专利文献1中提出了如下方案：使具有特定的化学结构的表面活性剂在溶液中进行自组织，并使作为二氧化硅源的化合物在其周围进行溶胶凝胶反应而形成介孔二氧化硅粒子。另外，在专利文献2中提出了如下方案：由互不相溶的非水溶性及水溶性的2种聚合物形成微相分离结构，并以此为基础形成具有平均孔径1～200nm的圆柱状结构的微孔的多孔膜。另外还已知，作为生物体高分子的DNA、蛋白质通过进行自组织，可以形成具有独特立体结构的纳米结构体。然而，由具有结晶性的聚合物形成的结晶性纳米结构物较少。

另外还提出了以下方案：以具有手性的纳米结构体作为模板，使二氧化硅等金属氧化物的层在其周围生长，由此，使模板所具有的手性复制到金属氧化物上。作为这样的例子，在专利文献2中提出了以下方案：以具有光学活性的手性取向结构的螺旋结构等的聚合物为模板，使金属源与该模板作用而获得手性有机/无机复合物。对于赋予金属氧化物手性而言，以手性胶束作为模板而合成的螺旋结构的介孔二氧化硅是最成功的例子(专利文献3)。但是，即使能够由有机类手性模板制造非结晶性的手性二氧化硅，仍然没有报道过结晶性的手性金属氧化物的制造例。直到最近，例如如非专利文献1中所报道，提出了如下方案：使二氧化硅源与作为手性有机晶体的纳米晶体纤维素作用后进行烧成，制作具有手性的二氧化硅制的模板，使四氯化钛作用于作为硬模板的该模板的表面，使氧化钛层生长，最后使用氢氧化钠水溶液除去作为模板的二氧化硅，由此获得具有手性的氧化钛的晶体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-208907号公报

专利文献2：日本特开2005-239863号公报

专利文献3：日本专利第4607101号公报

非专利文献

非专利文献1：Kevin E.Shopsowitz,Alexander Stahl,Wadood Y.Hamad,and Mark J.MacLachlan,Angew.Chem.,2012,51,6886-6890

发明内容

发明要解决的课题

众所周知，氧化钛具有作为催化剂的性质和作为半导体的性质，因此，可以期待手性的氧化钛晶体作为能够获得手性产物的反应场的用途，同时也可以期待其作为仅感应具有圆偏振光这样的特殊偏振光的光的传感器等在安保领域的用途。然而现状是，作为以钛为代表的通常用作过渡金属源的化合物的反应性较高，难以操作，因此为了使用这些化合物得到晶体、纳米粒子等这样的手性金属氧化物的结构体，需要进行如非专利文献1所记载那样的繁杂操作。

本发明鉴于以上情况而完成，其目的在于提供一种通过更简便的方法获得手性过渡金属氧化物的结构体的方法、以及通过这样的方法获得的手性过渡金属氧化物的结构体。

解决课题的方法

本发明人等为了解决上述课进行了深入研究，其结果发现，如果使用酸碱型的手性超分子晶体，则能够通过以具有温和反应性的二啮以上的螯合物配体型的过渡金属配位化合物作为金属源的溶胶凝胶反应来制备金属氧化物的手性结构体，所述酸碱型的手性超分子晶体由具有直链聚乙烯亚胺骨架的聚合物与具有2个羧基且具有4个以上碳原子的手性二羧酸化合物得到。能够通过这样的方法制备金属氧化物的结构体的原因尚不清楚，但推测是由于该超分子配位化合物具有来源于聚乙烯亚胺的碱性仲氨基和来源于二羧酸的酸性羧基，因此在由碱性催化剂、酸催化剂所催化的反应中形成良好的反应场，从而催化了螯合物配体型的过渡金属配位化合物的水解。如果采用这样的制备方法，则可以省去如非专利文献1所记载的将有机物所具有的手性复制到硬模板上的工夫，因此可以削减制备金属氧化物的手性结构体所用的工时。更具体而言，本发明提供以下的技术方案。

(1)本发明涉及一种手性金属氧化物结构体的制造方法，该方法包括：