JP2004513051A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基質-作用基を両側末端の少なくとも一方の末端に有している連結化合物-ゼオライトまたは多孔性分子ふるいからなる複合体の製造方法において、
(i)基質表面に、作用基を両側末端の少なくとも一方の末端に有している連結化合物を結合させて、
(ii)パターンを有する光マスクを使用し基質をＵＶ−照射させて、基質に結合された、作用基を両側末端の少なくとも一方の末端に有している連結化合物、またはこれの作用基を変性させて、
(iii)ＵＶ−照射された部分またはＵＶ−照射されてない部分に、ゼオライト層または多孔性分子ふるい層を選択的に形成させて、
(iv)選択的に焼成することから構成されることを特徴とするゼオライトまたは多孔性分子ふるいのパターン化された単層または多層複合体の製造方法。
【請求項２】
基質-作用基を両側末端の少なくとも一方の末端に有している連結化合物-ゼオライトまたは多孔性分子ふるいからなる複合体の製造方法において、
(i)基質表面の一部に、作用基を両側末端にそれぞれ有している、以下の化学式１〜７から選択された少なくともいずれか1つの連結化合物、または作用基を両側末端のいずれか一方の末端に有している、以下の化学式１〜７から選択された少なくともいずれか1つの遮蔽化合物を、所定のパターンを有するように塗布し結合させて、
(ii)残りの基質表面には前記遮蔽化合物または前記連結化合物を結合させて、
(iii)作用基を両側末端にそれぞれ有している連結化合物が結合された部分にゼオライト層または多孔性分子ふるい層を選択的に形成させて、
(iv)選択的に焼成することから構成されることを特徴とするゼオライトまたは多孔性分子ふるいのパターン化された単層または多層複合体の製造方法。
「化学式１」
Ｒ₃Ｓｉ−Ｌ−Ｘ
「化学式２」
ＭＲ´₄
「化学式３」
Ｙ−Ｌ−Ｙ
「化学式４」
Ｒ₃Ｓｉ−Ｌ−Ｙ
「化学式５」
ＨＳ−Ｌ−Ｘ
「化学式６」
ＨＳ−Ｌ−ＳｉＲ₃
「化学式７」
ＨＳ−Ｌ−Ｙ
前記式で、Ｒはハロゲン族元素、Ｃ₁−Ｃ₄アルコキシまたはアルキル基を示し；Ｌは炭化水素残基、例えば置換または非置換されたＣ₁−Ｃ₁₇アルキル、アルアルキルまたはアリル基を示し、これらは一つ以上の酸素、窒素、硫黄原子を含むことができる；Ｘはハロゲンのような離脱基を示し、ただし、三つのＲの中で少なくとも一つはハロゲンまたはアルコキシである；Ｒ´はＲと同一であって、四つのＲ´中少なくとも二つはハロゲンまたはアルコキシであり；ＭはＳｉ、ＴｉまたはＺｒであって；Ｙはハイドロキシル基、チオル基、アミン基、アンモニウム基、スルホン基及びこれの塩、カルボキシル酸及びこれの塩、酸無水物、エポキシ基、アルデヒド基、エステル基、アクリル基、イソシアネート基（−ＮＣＯ）、糖類（ｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）残基、二重結合、三重結合、ジエン（ｄｉｅｎｅ）、ジイン（ｄｉｙｎｅ）、アルキルホスフィン、及びアルキルアミンから構成される有機作用基群から選択されるいずれか一つであるか、またはリガンド交換できる配位化合物からなる反応性作用基を示す（但し、上記化学式４において、ＲがＣ₁〜Ｃ₄アルコキシである場合、Ｌは、酸素原子を含まず、Ｙは、アミン基またはエポキシ基の場合を除き、前記反応性作用基は、連結化合物分子の両側末端ではなく、中間に位置することもできる。）
【請求項３】
基質-作用基を両側末端の少なくとも一方の末端に有している連結化合物-ゼオライトまたは多孔性分子ふるいからなる複合体の製造方法において、
(i)基質表面の一部に予め定められたパターンを有するように金属膜を蒸着して、
(ii)残りの部分でゼオライトまたは多孔性分子ふるいを結晶成長で形成させるか、ゼオライト(または多孔性分子ふるい)-作用基を両側末端の少なくとも一方の末端に有している連結化合物を結合させることにより、ゼオライト層または多孔性分子ふるい層を形成させて、
(iii)選択的に焼成することから構成されることを特徴とするゼオライトまたは多孔性分子ふるいのパターン化された単層または多層複合体の製造方法。
【請求項４】
ＵＶ−照射された部分またはＵＶ−照射されてない部分を除去した後に、ゼオライトまたは多孔性分子ふるいからなる層を形成させることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
基質表面の一部に、作用基を両側末端のいずれか一方の末端に有しているトリアルコキシアルキルシランまたはトリクロロアルキルシランから選択された遮蔽化合物をスタンプ（ｓｔａｍｐ）法で塗布して結合させることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項６】
基質表面の一部または全部にゼオライトまたは多孔性分子ふるいのパターン化または非パターン化された層が予め形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つの項に記載の製造方法。
【請求項７】
基質は各々下記から選択されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つの項に記載の製造方法。
表面にハイドロキシル基を有するすべての物質、
チオル基またはアミノ基と結合する金属、
表面に反応性作用基を有する重合体、
半導体物質、及び
天然または合成ゼオライト及び多孔性分子ふるい。
【請求項８】
基質-作用基を両側末端の少なくとも一方の末端に有している連結化合物は同一または相異なっていて、下記化学式１〜７から選択されることを特徴とする請求項１、３、４、または５のいずれか一つの項に記載の製造方法。
「化学式１」
Ｒ₃Ｓｉ−Ｌ−Ｘ
「化学式２」
ＭＲ´₄
「化学式３」
Ｙ−Ｌ−Ｙ
「化学式４」
Ｒ₃Ｓｉ−Ｌ−Ｙ
「化学式５」
ＨＳ−Ｌ−Ｘ
「化学式６」
ＨＳ−Ｌ−ＳｉＲ₃
「化学式７」
ＨＳ−Ｌ−Ｙ
前記式で、Ｒはハロゲン族元素、Ｃ₁−Ｃ₄アルコキシまたはアルキル基を示して；Ｌは炭化水素残基、例えば置換または非置換されたＣ₁−Ｃ₁₇アルキル、アルアルキルまたはアリル基を示して、これらは一つ以上の酸素、窒素、硫黄原子を含むことができて；Ｘはハロゲンのような離脱基を示して、ただし、三つのＲの中で少なくとも一つはハロゲンまたはアルコキシであり；Ｒ´はＲと同一であって、四つのＲ´中少なくとも二つはハロゲンまたはアルコキシであり；ＭはＳｉ、ＴｉまたはＺｒであって；Ｙはハイドロキシル基、チオル基、アミン基、アンモニウム基、スルホン基及びこれの塩、カルボキシル酸及びこれの塩、酸無水物、エポキシ基、アルデヒド基、エステル基、アクリル基、イソシアネート基（−ＮＣＯ）、糖類（ｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）残基、二重結合、三重結合、ジエン（ｄｉｅｎｅ）、ジイン（ｄｉｙｎｅ）、アルキルホスフィン、及びアルキルアミンから構成される有機作用基群から選択されるいずれか一つであるか、またはリガンド交換できる配位化合物からなる反応性作用基を示す（但し、上記化学式４において、ＲがＣ₁〜Ｃ₄アルコキシである場合、Ｌは、酸素原子を含まず、Ｙは、アミン基またはエポキシ基の場合を除き、前記反応性作用基は、連結化合物分子の両側末端ではなく、中間に位置することもできる。）
【請求項９】
ゼオライトまたは多孔性分子ふるいは下記から選択されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つの項に記載の製造方法。
天然及び合成ゼオライト、
ゼオライト骨格のシリコン元素の一部または全部を燐(P)に置換した分子ふるい、または、ゼオライト骨格のアルミニウム元素の一部または全部をボロン(B)、ガルウム(Ga)、またはチタン(Ti)に置換した分子ふるい、またはこれらの混合物、
多孔性金属、シリコン酸化物、またはこれらの混合物、及び
単一元素または複合元素からなる多孔性分子ふるい
【請求項１０】
前述の連結化合物は、次の化合物から構成された群から選択される中間連結鎖をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
フラーレン(C₆₀、C₇₀)、炭素ナノチューブ、α，ω-ジアルデヒド、ジカルボキシル酸、ジカルボキシル酸無水物、アミン-デンドリマー、ポリエチレンイミン、α、ω-ジアミン、錯化合物［M(salen)］(式中、MはCo、Ni、Cr、Mn、Feを示して、salenはN、N´-ビス(サリシリデン)エチレンジアミンを示す)、金属ポルフィリン(porphyrin)。
【請求項１１】
ゼオライト層または多孔性分子ふるい層は、ゼオライト(または多孔性分子ふるい)、ゼオライト(または多孔性分子ふるい)-作用基を両側末端の少なくとも一方の末端に有している連結化合物、または結晶成長されたゼオライトまたは多孔性分子ふるいから形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つの項に記載の製造方法。
【請求項１２】
パターン化されたゼオライト層または多孔性分子ふるい層の上に、同一または相異なる種類のゼオライトまたは多孔性分子ふるいからなる上部層を形成させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つの項に記載の製造方法。
【請求項１３】
上部層は下部層と同一または相異なるパターンを有するように形成されることを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至５のいずれか一つの項に従って製造されたパターン化されたゼオライトまたは多孔性分子ふるいの複合体。
【請求項１５】
同一または相異なるパターンからなる複数のゼオライト層または多孔性分子ふるい層で構成されて、各層は同一または相異なる種類のゼオライトまたは多孔性分子ふるいから構成されることを特徴とする請求項１４に記載の複合体。