(57)【要約】本発明は、低い多分散指数を有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子を製造するための低温法、及びその使用、特に、不均一系触媒的化学反応を行うための触媒担体として、又は気体貯蔵／分離／精製材料として、又は活性要素（医薬、化粧品）を封入するためのマトリックスとしてのその使用に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低い多分散指数を有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子を製造するためのマイクロ波を用いない方法であって：
Ａ）水性溶媒系中に：
（ｉ）少なくとも、金属Ｍ、金属Ｍの塩、又はＦｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、若しくはＡｌ３＋から選択される金属イオンＭｚ＋を含む配位錯体の形態の第一の無機金属前駆体；
（ｉｉ）構造Ｒ１−（Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３）ｑを有し、カルボン酸塩でない少なくとも１つの前駆体リガンドＬ’：
ｑは、２〜６の整数を表し；好ましくは、ｑは、２、３、又は４を表し；
Ｒ３は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＲ４、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ３Ａ、又は−ＮＲ３ＡＲ３Ｂから選択され、ここで、Ｒ３Ａ及びＲ３Ｂは、同一又は異なって、Ｃ１−１２アルキルラジカルを表し；
Ｒ１は、独立して：
（ａ）Ｃ１−１２アルキル、Ｃ２−１２アルケニル、又はＣ２−１２アルキニルラジカル；
（ｂ）６〜５０個の炭素原子を含む縮合又は非縮合の単環式又は多環式アリールラジカル；
（ｃ）４〜５０個の炭素原子を含む縮合又は非縮合の単環式又は多環式ヘテロアリール
を表し；
Ｒ１は、所望に応じて、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＯ２、又はＣ１−６アルキルから独立して選択される１又は複数の置換基を有し；
Ｒ４は、それぞれ独立して、−ＯＨ、ハロゲン原子、又はＲ５及びＲ５’が独立してＣ１−１２アルキルを表す−ＯＲ５、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ５、若しくは−ＮＲ５Ｒ５’部分を表す；
を混合する工程；
Ｂ）工程Ａ）で得られた混合物を、前記水性溶媒系の沸点温度よりも少なくとも１０℃低い温度で反応させ；それによって前記ナノ粒子を得る工程；
を含み、前記方法は、酸添加剤又は塩基添加剤の非存在下で行われる、方法。
【請求項２】
Ｌ’が：
【化１】
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【化２】
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【化３】
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から選択される、二座、三座、四座、又は六座の前駆体リガンドであって、
Ｒ３は、請求項１で定める通りであり、
ｓは、１〜４の整数を表し、
ｔは、それぞれ独立して、１〜４の整数を表し、
ｕは、１〜７の整数を表し、
ＲＬ１及びＲＬ２は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、又はＣ１〜Ｃ６アルキルを表し、及び
ＲＬ３は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＯ２、又はＣ１−６アルキルを表し、
Ｘは、共有結合、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ２、Ｎ＝Ｎ、ＮＨ、Ｏ、Ｓ、ＳＯ２、Ｃ＝Ｃ、−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ−Ｏ−、−ＮＨ−（ＣＨ２）ｐ−ＮＨ−、又は−Ｓ−（ＣＨ２）ｐ−Ｓ−を表し、ここで、ｐは１〜４の範囲内の整数を表し；好ましくは、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ２、Ｎ＝Ｎ、ＮＨ、Ｏ、Ｓ、ＳＯ２、−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ−Ｏ−、−ＮＨ−（ＣＨ２）ｐ−ＮＨ−、又は−Ｓ−（ＣＨ２）ｐ−Ｓ−を；最も好ましくは、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ２、又はＮ＝Ｎを表し；
ｍは、それぞれ独立して、１〜３の整数を表し；及びＲ１は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン原子、ＯＨ、ＮＨ２、ＮＯ２、又はＣ１−６アルキルを表し、好ましくは、Ｒ１は、それぞれＨを表し；並びに
Ｒ４は、それぞれ独立して、−ＯＨ、ハロゲン原子、又はＲ５及びＲ５’が独立してＣ１−１２アルキルを表す−ＯＲ５、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ５、若しくは−ＮＲ５Ｒ５’部分を表し；好ましくは、Ｒ１は、それぞれＨを表し、Ｒ４は、それぞれＯＨを表し；最も好ましくは、Ｘは、ＣＨ２を表し、Ｒ１は、それぞれＨを表し、Ｒ４は、それぞれＯＨを表す；請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記前駆体リガンドＬ’が：Ｃ２Ｈ２（ＣＯ２Ｈ）２（フマル酸）、Ｃ２Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）２（コハク酸）、Ｃ３Ｈ６（ＣＯ２Ｈ）２（グルタル酸）、Ｃ４Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）２（ムコン酸）、Ｃ４Ｈ８（ＣＯ２Ｈ）２（アジピン酸）、Ｃ７Ｈ１４（ＣＯ２Ｈ）２（ア
ゼライン酸）、Ｃ５Ｈ３Ｓ（ＣＯ２Ｈ）２（２，５−チオフェンジカルボン酸）、Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）２（テレフタル酸）、Ｃ６Ｈ２Ｎ２（ＣＯ２Ｈ）２（２，５−ピラジンジカルボン酸）、Ｃ１０Ｈ６（ＣＯ２Ｈ）２（ナフタレン−２，６−ジカルボン酸）、Ｃ１２Ｈ８（ＣＯ２Ｈ）２（ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸）、Ｃ１２Ｈ８Ｎ２（ＣＯ２Ｈ）２（アゾベンゼンジカルボン酸）、Ｃ６Ｈ３（ＣＯ２Ｈ）３（ベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸）、Ｃ６Ｈ３（ＣＯ２Ｈ）３（ベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸）、Ｃ２４Ｈ１５（ＣＯ２Ｈ）３（ベンゼン−１，３，５−トリ安息香酸）、Ｃ６Ｈ２（ＣＯ２Ｈ）４（ベンゼン−１，２，４，５−テトラカルボン酸、Ｃ１０Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）４（ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸）、Ｃ１０Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）４（ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸）、Ｃ１２Ｈ６（ＣＯ２Ｈ）４（ビフェニル−３，５，３’，５’−テトラカルボン酸）；２−アミノテレフタル酸、２−ニトロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、２−クロロテレフタル酸、２−ブロモテレフタル酸、２，５−ジヒドロキソテレフタル酸、テトラフルオロテレフタル酸、テトラメチルテレフタル酸、ジメチル−４，４’−ビフェニルジカルボン酸、テトラメチル−４，４’−ビフェニルジカルボン酸、ジカルボキシ−４，４’−ビフェニルジカルボン酸、若しくは２，５−ピラジンジカルボン酸から選択される修飾された類似体；又は２，５−ジペルフルオロテレフタル酸、アゾベンゼン−４，４’−ジカルボン酸、３，３’−ジクロロ−アゾベンゼン−４，４’−ジカルボン酸、３，３’−ジヒドロキソ−アゾベンゼン−４，４’−ジカルボン酸、３，３’−ジペルフルオロ−アゾベンゼン−４，４’−ジカルボン酸、３，５，３’，５’−アゾベンゼンテトラカルボン酸、２，５−ジメチルテレフタル酸、及びペルフルオログルタル酸から選択されるリガンド誘導体；から選択されるジ−、トリ−、又はテトラカルボン酸である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記無機金属前駆体が、ＦｅＣｌ３のようなＦｅ３＋塩であり、前記前駆体リガンドＬ’が、ベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸又はベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記無機金属前駆体が、ＦｅＣｌ３のようなＦｅ３＋塩であり、前記前駆体リガンドＬ’が、ベンゼン−１，２，４，５−テトラカルボン酸である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記水性溶媒系が、Ｈ２Ｏ、エタノール、イソプロパノール、炭酸ジメチル、エチレングリコール、乳酸エチル、酢酸エチル、スルホラン、ベンジルアルコール、又はこれらの２つ以上の混合物であり、好ましくは、Ｈ２Ｏ、エタノール、又はこれらの混合物であり、最も好ましくは、Ｈ２Ｏである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、唯一の溶媒系としてのＨ２Ｏ中、６０℃±５℃で行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、１．１０５Ｐａ（周囲圧力条件）下で行われる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、希釈条件下で行われ、その際の前記無機金属前駆体の濃度が、≦５０ｍＭ、好ましくは≦４０ｍＭ、好ましくは≦３０ｍＭ、最も好ましくは≦２５ｍＭである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第一の無機金属前駆体に加えて、金属Ｍ１、式（Ｉ）の金属Ｍ１の塩、又は金属Ｍ１の水酸化物若しくは酸化物の形態の第二の無機金属前駆体が前記反応混合物に添加され；
Ｍ１Ｙｐ．ｎＨ２Ｏ    （Ｉ）
式中、Ｍ１は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｓｎ、又はＮｂから選択される金属であり；
Ｙは、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＳＯ４２−、ＡｃＯ−、又は
【化４】
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を表し；好ましくは、前記他方の金属無機前駆体は、Ｃｕ２＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｎｉ２＋、Ａｌ３＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｍｎ４＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｃｒ３＋、Ｒｕ３＋、Ｒｕ４＋、Ｓｎ４＋、Ｍｇ２＋、Ｎｂ４＋、又はＮｂ５＋の塩の形態であり；最も好ましくは、前記他方の金属無機前駆体は、ＲｕＣｌ３、ＶＣｌ３、ＳｎＣｌ４、ＣｒＣｌ３、又はＦｅＣｌ３などの金属塩である；請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法が、酸化鉄の粒子、好ましくは酸化鉄のナノ粒子の存在下で行われ、前記酸化鉄のコアがＭＯＦシェル内に封入されているコアシェル粒子、好ましくはコアシェルナノ粒子が製造される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法が、＜９０ｎｍ、好ましくは＜８５ｎｍ、好ましくは＜８０ｎｍ、好ましくは＜７５ｎｍ、最も好ましくは＜７０ｎｍの平均サイズを有するナノ粒子を生じるものである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法が、ＩＳＯ規格１３３２１：１９９６Ｅ及びＩＳＯ２２４１２：２００８に基づいて算出された０．０５≦ＰＤＩ≦０．５、好ましくは０．０５≦ＰＤＩ≦０．４、最も好ましくは０．０５≦ＰＤＩ≦０．３の多分散指数を有するナノ粒子を生じるものである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記多孔質ＭＯＦ材料中に少なくとも１つの医薬活性成分を導入する工程をさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ＩＳＯ規格１３３２１：１９９６Ｅ及びＩＳＯ２２４１２：２００８に基づいて算出された０．０５≦ＰＤＩ≦０．５、好ましくは０．０５≦ＰＤＩ≦０．４、最も好ましくは０．０５≦ＰＤＩ≦０．３の多分散指数、及び＜９０ｎｍ、好ましくは＜８５ｎｍ、好ましくは＜８０ｎｍ、好ましくは＜７５ｎｍ、最も好ましくは＜７０ｎｍの平均サイズを有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子。
【請求項１６】
医薬用の、請求項１５に記載のナノ粒子。
【請求項１７】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法によって得ることができる多孔質結晶性ＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子であって、前記ＭＯＦカルボキシレート材料は：
（ｉ）式Ｆｅ３Ｏ（Ｈ２Ｏ）２（ＯＨ）４（Ｈ２−ＢＴｅＣ）１．５を有し、リンカーとしてのベンゼン−１，２，４，５−テトラカルボキシレートを介して接続された、三次元連続構造単位から構成されるか；又は
（ｉｉ）式Ｆｅ（ＯＨ）（１，２，４−ＢＴＣ）を有し、リンカーとしてのベンゼン−１，２，４−トリカルボキシレートを介して接続された、三次元連続構造単位から構成される、
ナノ粒子。
【請求項１８】
医療イメージングに用いることができる造影剤用の、請求項１１に記載の方法によって得ることができるナノ粒子。
【請求項１９】
不均一系触媒的化学反応を行うための触媒担体としての、請求項１０に記載の方法によって得ることができるナノ粒子の使用。
【請求項２０】
不均一系触媒的化学反応を行うための触媒担体としての、又は気体貯蔵／分離／精製材料としての、又は活性要素（医薬、化粧品）を封入するためのマトリックスとしての、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法によって得ることができるナノ粒子の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本出願は、その全内容が参照により本明細書に援用される、２０１７年２月２日に出願された欧州特許出願公開第１７３０５１１９．４号の優先権を主張するものである。
【０００２】
発明の分野
本発明は、低い多分散指数を有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子を製造するための低温法、及びその使用、特に、不均一系触媒的化学反応を行うための触媒担体として、又は気体貯蔵／分離／精製材料として、又は活性要素（医薬、化粧品）を封入するためのマトリックスとしてのその使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
金属有機格子又は金属有機構造体（ＭＯＦ）は、金属イオン及びその金属イオンに配位した有機リガンドを含む無機−有機ハイブリッド骨格を有する多孔質配位ポリマーである。これらの材料は、一次元、二次元、又は三次元格子に組織化され、格子中では、金属種は、スペーサーリガンドによって周期的に一緒に結合されている。これらの固体の骨格は、無機部分及び有機部分の両方を有し、そのキャビティは、主鎖を劣化させることなく容易に抽出される水分子によって又は有機分子によって占有され得る。
【０００４】
ある特定のハイブリッド固体の別の特徴は、無機相のみの場合に生ずるよりも高い格子のフレキシビリティの存在である。これは、一般的に、フレキシブルな有機リガンド（脂肪族鎖）の使用、又は細孔内に封入された分子の脱離と関連した細孔の収縮に起因する。
【０００５】
これらの材料は、結晶構造を呈し、通常は多孔質であり、気体貯蔵、液体の吸着、液体又は気体の分離、触媒、医薬の制御放出などの多くの工業的用途の可能性を提供する。
【発明の概要】
【０００６】
しかし、ＭＯＦナノ粒子は、容易に凝集するその性質及び大サイズ（ミクロン）の結晶格子へと組織化するこれらの材料の傾向を考えると、１００ｎｍ未満のナノ粒子の場合は特に、合成が困難である。加えて、現行の合成方法は、ある特定の用途の場合に好ましくない粒子サイズの不均一性の問題（高い多分散性）に対して克服も充分に対処もしておらず、又はＭＯＦ材料を製造するための従来の方法の反応条件に対して感受性が高い／脆弱である材料に対して適合されてもいない。
【０００７】
したがって、低い多分散指数を有するＭＯＦナノ粒子の製造を可能とする新規な合成方法、特に穏和な条件下での合成方法の開発が求められている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、様々な反応時間の後（下から上へ：１時間、２時間、４時間、６時間、２４時間、及び４８時間）の反応混合物から採取した、実施例１で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子サンプルの粉末Ｘ線回折（ＰＸＲＤ）パターンを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、実施例１で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施例１で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、実施例１で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【図３】図３は、実施例１で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の粒子分布を表す、Ｉｍａｇｅ  Ｊソフトウェアを用いたヒストグラムを示す。平均粒子サイズは、８４ｎｍ±１３である。
【図４】図４は、実施例１で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子に対して行った３つの動的光散乱（ＤＬＳ）測定を示し、主ピークの平均流体力学径は２４２ｎｍ±７２であり、多分散指数は０．２０１．ｐである。
【図５】図５は、酸素雰囲気下で行った（５℃毎分の昇温速度）、実施例１で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の熱重量分析プロットを示す。
【図６】図６は、実施例１で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子から得たＮ２の吸着（黒丸）及び脱着（ひし形）等温線を示す（一次真空下、１５０℃で１５時間脱気）。得られた表面積は、１３３０ｍ２ｇ−１である（ＢＥＴモデルを用いて評価）。
【図７】図７は、様々な反応時間の後（１時間、２時間、４時間、６時間、２４時間、及び４８時間）の反応混合物から採取した、実施例２で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子サンプルの粉末Ｘ線回折（ＰＸＲＤ）パターンを示す。
【図８Ａ】図８Ａは、実施例２で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施例２で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【図９】図９は、実施例２で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の粒子分布を表す、Ｉｍａｇｅ  Ｊソフトウェアを用いたヒストグラムを示す。平均粒子サイズは、９２ｎｍ±３９である。
【図１０】図１０は、実施例２で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子に対して行った３つのＤＬＳ測定を示し、主ピークの平均流体力学径は１６２ｎｍ±５７であり、多分散指数は０．２６９である。
【図１１】図１１は、酸素雰囲気下で行った（５℃毎分の昇温速度）、実施例２で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の熱重量分析プロットを示す。
【図１２】図１２は、実施例２で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子から得たＮ２の吸着（黒丸）及び脱着（ひし形）等温線を示す（一次真空下、１５０℃で１５時間脱気）。得られた表面積は、１２２０ｍ２ｇ−１である（ＢＥＴモデルを用いて評価）。
【図１３】図１３は、様々な反応時間の後（１時間、２時間、４時間、６時間、２４時間、及び４８時間）の反応混合物から採取した、比較例３で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子サンプルの粉末Ｘ線回折（ＰＸＲＤ）パターンを示す。
【図１４】図１４は、比較例３で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【図１５】図１５は、比較例３で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の粒子分布を表す、Ｉｍａｇｅ  Ｊソフトウェアを用いたヒストグラムを示す。平均粒子サイズは、６６ｎｍ±１６である。
【図１６】図１６は、比較例３で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子に対して行った３つのＤＬＳ測定を示し、主ピークの平均流体力学径は１５５ｎｍ±８０であり（ＤＬＳの結果は、２つの集団の存在を示しており、したがって、提供される流体力学径は、平均である）、多分散指数は０．３４６である。
【図１７】図１７は、酸素雰囲気下で行った（５℃毎分の昇温速度）、比較例３で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の熱重量分析プロットを示す。
【図１８】図１８は、比較例３で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子から得たＮ２の吸着（黒丸）及び脱着（ひし形）等温線を示す（一次真空下、１５０℃で１５時間脱気）。得られた表面積は、１３１４ｍ２ｇ−１である（ＢＥＴモデルを用いて評価）。
【図１９】図１９は、それぞれ、室温、６０℃、及び還流下で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の多分散指数値を表すグラフを示す。
【図２０】図２０は実施例４に従って製造されたγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）の粉末Ｘ線回折（ＰＸＲＤ）パターン、及び比較として、ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）及びγ−Ｆｅ２Ｏ３のＰＸＲＤを示す。ＰＸＲＤは、ＣｕＫα線（λ＝１．５４１８Å）を用いたＳｉｅｍｅｎｓ  Ｄ５０００回折計（θ〜２θ）で収集した。
【図２１】図２１のＡ〜Ｄは、実施例４に従って製造されたγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）複合体の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示す。ＴＥＭ観察は、Ｚｅｉｓｓ  ＥＭ９０２透過型電子顕微鏡を用いて行った。
【図２２】図２２は、実施例４で製造されたγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ＮＰｓのＤＬＳ測定によって分析された粒子サイズ分布を表すヒストグラムを示す。ＤＬＳ測定は、ｐＨ３である０．１ｇ／Ｌの懸濁液サンプルを用いて、ｚｅｔａｓｉｚｅｒ  ｎａｎｏ  ＺＳで行った。
【図２３】図２３は、実施例４で製造されたγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ＮＰのＦＴ−ＩＲスペクトルを示す。
【図２４】図２４は、実施例４で製造されたγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ＮＰｓの熱重量分析プロットを示す。ＴＧＡは、Ｐｅｒｋｉｎｓ  Ｅｌｍｅｒ  ＳＤＡ  ６０００装置で行った。固体を、酸素雰囲気下、２℃．分−１の昇温速度で６００℃まで加熱した。
【図２５】図２５は、実施例４で製造されたγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ＮＰｓの、７７Ｋ（Ｐ０＝１気圧）でのＮ２の吸着（黒丸）及び脱着（ひし形）等温線を示す。Ｎ２収着等温線は、Ｂｅｌｓｏｒｐ  Ｍｉｎｉ（ベル、日本）を用いて７７Ｋで得た。分析の前に、およそ４０〜６０ｍｇの活性化サンプルを、一次真空下、１２０℃で３時間脱気した。ブルナウアー−エメット−テラー（ＢＥＴ）表面積及び細孔体積を、０．２５未満の相対圧で算出した。
【図２６】図２６は、ａ）実施例４のγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００Ｆｅ複合体のＴ＝３００Ｋでの質量磁化サイクル（点線）及び磁化のランジュバンフィッティング（実線）：ｂ）零磁場冷却後、続いて磁場中冷却後の２００Ｏｅの磁場印加下で測定された、実施例４のγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００Ｆｅ複合体の磁気モーメント、を示す。磁気モーメントは、Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｅｓｉｇｎ振動試料型磁力計（ＶＳＭ）によって測定した。
【図２７】図２７は、実施例１に従って製造されたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子（上側）、及び実施例５に従って製造されたＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子（下側）（サンプル２）の、室温で得られた粉末Ｘ線回折（ＰＸＲＤ）パターンを示す。
【図２８】図２８は、実施例１に従って製造されたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子（下側のスペクトル）、及び実施例５に従って製造されたＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子（上側のスペクトル）（サンプル２）の、室温で得られたＦＴＩＲスペクトルを示す。
【図２９】図２９は、実施例５に従って製造されたＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子（サンプル２）の、７７ＫでのＮ２の吸着（白四角）及び脱着（黒四角）等温線を示す。活性化は、１５０℃で３時間脱気することによって行った。
【図３０】図３０は、実施例６に従って製造された新規なＦｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦの、ＲＴで行われた粉末Ｘ線回折（ＰＸＲＤ）パターンを示す（示されるように、Ｋα１、Ｋα２、及び小割合のＫβを含む銅線源）。
【図３１】図３１は、実施例６に従って製造された新規なＦｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示し、長さ１００〜２５０ｎｍ、高さ約５０ｎｍの針状粒子が示されている。
【図３２】図３２は、実施例６に従って製造された新規なＦｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦの、７７Ｋで行われたＮ２の吸着を示し、Ｉ型の等温線が示されている。
【図３３】図３３は、実施例６に従って製造された新規なＦｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦの熱重量分析プロットを示し、２５℃〜１００℃での水分喪失及び２５０℃からのＭＯＦの分解が示されている。
【図３４】図３４は、実施例６に従って製造された新規なＦｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦのＦＴ−ＩＲスペクトルを示し、Ｆｅ＿ＣＯＯ−（１５５０ｃｍ−１）及びさらには、側鎖遊離−ＣＯＯＨ（図中に丸で囲んで強調）の典型的なバンドが示されている。
【図３５】図３５は、実施例６に従って製造された新規なＦｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦの、２５℃〜４００℃の周囲温度及び圧力で行われた温度依存ＸＲＤを示す。温度は、上から下に向かって：４００℃、３００℃、２５０℃、２００℃、１５０℃、１００℃、５０℃、２５℃。
【図３６】図３６は、実施例６に従って製造された新規なＦｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦの、水熱安定性試験（還流Ｈ２Ｏ中で７２時間）の前（上側）及び後（下側）に行われた粉末Ｘ線回折（ＰＸＲＤ）パターンを示す。
【図３７】図３７は、同じ条件の安全な温度（safe temperature）で得られた異なるＭＯＦカルボキシレート相を示す；上から下に向かって：ＲＴ、水熱、及び還流合成。
【図３８】図３８は、模擬生理学的血清条件ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）及びＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）中、異なる濃度でのγ−Ｆｅ２Ｏ３、ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）、及びγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ＮＰｓの緩和測定を示す。緩和度値（ｒ２）は、曲線の傾きから抽出される。
【図３９】図３９は、実施例９で製造されたＦｅ／ＢＴＣの、室温で行われた粉末Ｘ線回折（ＰＸＲＤ）パターンを示す（Ｋα１及びＫα２を含む銅線源）。
【図４０】図４０は、実施例９で製造されたＦｅ／ＢＴＣのＳＥＭ画像を示し、長さ１０００ｎｍ未満及び高さ１００〜２００ｎｍの針状粒子が示されている。
【図４１】図４１は、Ｆｅ／ＢＴＣ構造（実施例９で製造）のａ軸上の１層の模式図であり、ｃ方向に構造を保持する向かい合った−ＣＯＯＨ基同士の水素結合が示される。Ｆｅ多面体は、青色であり、炭素、酸素、及び水素は、それぞれ、灰色、赤色、及び白色である。
【図４２】図１２は、実施例９で製造されたＦｅ／ＢＴＣの、７７Ｋで行われたＮ２吸着を示す。
【図４３】図４３は、実施例９で製造されたＦｅ／ＢＴＣの熱重量分析（ＴＧＡ）プロットを表し、２５℃〜１００℃での水分喪失及び２５０℃からのＭＯＦの分解が示されている。
【図４４】図４４は、実施例９で製造されたＦｅ／ＢＴＣの、２５℃〜２００℃の周囲温度及び圧力で行われた温度依存ＸＲＤを表す。
【図４５】図４５は、実施例９で製造されたＦｅ／ＢＴＣの、水熱安定性試験（還流Ｈ２Ｏ中で７２時間）の前後でのＰＸＲＤ及びＴＧＡを表す。
【図４６】図４６は、異なる合成条件：還流、水熱、及び室温合成を用いて得られたＦｅ／ＢＴＣの比較ＰＸＲＤスペクトルを表し、室温合成は、実施例９で報告する合成である。
【図４７】図４７は、還流（左側）及び水熱（右側）合成によって得られたＦｅ／ＢＴＣのＳＥＭ画像を表し、得られる結晶のサイズに対する合成温度及び条件の影響を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
定義
本発明の理解を促進するために、いくつかの用語が以下に定義される。
【００１０】
請求項以外の本明細書で用いられる場合、「１つの（a）」、「１つの（an）」、「そ
の（the）」、及び／又は「前記」の用語は、１又は複数を意味する。本明細書の請求項
で用いられる場合、「含む（comprise）」、「含む（comprises）」、及び／又は「含ん
でいる（comprising）」と組み合わせて用いられる場合、「１つの（a）」、「１つの（an）」、「その（the）」、及び／又は「前記」の語は、１又は２以上を意味し得る。本明細書及び請求項で用いられる場合、「有している（having）」、「有する（has）」、「
である（is）」、「有する（have）」、「含んでいる（including）」、「含む（include
s）」、及び／又は「含む（include）」の用語は、「含んでいる（comprising）」、「含む（comprises）」、及び「含む（comprise）」と同じ意味を有する。本明細書及び請求
項で用いられる場合、「別の」は、少なくとも２つ目又はそれ以上を意味し得る。本明細書及び請求項で用いられる場合、「約」は、いずれの固有の測定誤差又は値（例：測定された値、比などの算出された値）に対する数字の丸めをも意味し、したがって、「約」の用語は、いかなる値及び／又は範囲とも一緒に用いられ得る。
【００１１】
リストに続く「それらの組み合わせ」、「それらの混合物」などの句、リストの一部としての「及び／又は」の使用、表によるリスト、リストの一部としての「など（etc）」
の使用、「など（such as）」の句、及び／又は「例」若しくは、すなわち、を伴う括弧
内のリストは、リストに挙げられた構成成分のあるセットのいずれの組み合わせをも（例：いずれのサブセットをも）意味し、並びにそのようなリストに直接記載されていないものの、本明細書で述べる関連する種及び／又は実施形態の組み合わせ及び／又は混合物も考慮される。本明細書で述べるそのような関連する及び／若しくは類似の属、亜属、種、並びに／又は実施形態は、請求され得る個別の構成成分の形態、さらには「から選択される少なくとも１つ」、「それらの混合物」、及び／又は「それらの組み合わせ」として請求項において記載され得る混合物及び／又は組み合わせの形態の両方で考慮される。
【００１２】
一般的に、「所望に応じて」の用語が前に記載されるかどうかに関わらない「置換された」の用語、及び本発明の式に含まれる置換基は、任意の構造中の水素ラジカルの、指定された置換基のラジカルによる置き換えを意味する。いずれかの任意の構造中において２つ以上の位置が、指定された群から選択される２つ以上の置換基で置換され得る場合、置換基は、すべての位置において同じであっても又は異なっていてもよい。本明細書で用いられる場合、「置換された」の用語は、有機化合物のすべての許容される置換基を含むことを考慮している。
【００１３】
本明細書で用いられる場合、「アルキル」の用語は、直鎖状及び分岐鎖状アルキル基を意味する。ある特定の実施形態では、本明細書で用いられる場合、「低級アルキル」は、約１〜６個の炭素原子を有するアルキル基（置換、無置換、分岐鎖状、又は非分岐鎖状）を示すために用いられる。例示的なアルキル基としては、限定されないが、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、アリル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、イソペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、部分などが挙げられ、これらはやはり、１又は複数の置換基を有していてもよい。
【００１４】
アルキル基に対する不飽和の対応物については、同様の慣習が用いられる。すなわち、本明細書で用いられる場合、Ｃ２−１２アルケニル基は、Ｃ２−１２アルキル基の中間又は末端に少なくとも１つの炭素二重結合を配置することによって形成される炭化水素基を意味する。その例は、エテニル基、プロペニル基、又はブテニル基である。本明細書で用いられる場合、Ｃ２−１２アルキニル基は、Ｃ２−１２アルキル基の中間又は末端に少なくとも１つの炭素三重結合を配置することによって形成される炭化水素基を意味する。その例は、エチニル基、プロピニル基、又はブチニル基である。
【００１５】
本明細書で用いられる場合、「アリール」の用語は、ヒュッケルの芳香族性を満たす少なくとも１つの環を含む芳香族系を意味する。前記アリールは、所望に応じて置換されており、６〜５０個の炭素原子、例えば６〜２０個の炭素原子、例えば６〜１０個の炭素原子を含んでいてよい。アリール基の例としては、限定されないが、フェニル、インダニル、インデニル、ナフチル、フェナントリル、及びアントラシルが挙げられる。
【００１６】
一般的に、本明細書で用いられる場合、「ヘテロアリール部分」の用語は、約５〜約１
０個の環原子を有し、そのうちの１個の環原子が、Ｓ、Ｏ、及びＮから選択され；０、１、又は２個の環原子が、Ｓ、Ｏ、及びＮから独立して選択される追加のヘテロ原子であり；残りの環原子が炭素である、環状不飽和ラジカルを意味し、このラジカルは、環原子のいずれかを介して分子の残りの部分と結合されており、例えば、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、チアゾリル、トリアゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、チアジアゾリル、オキサジアゾリル、チオフェニル、フラニル、キノリニル、イソキノリニルなどである。
【００１７】
本明細書で用いられる場合、「ヘテロアルキル」の用語は、主鎖中の１又は複数の炭素原子がヘテロ原子で置換されたアルキル部分を意味する。したがって、ヘテロアルキル基は、１又は複数の酸素、硫黄、窒素、リン、又はケイ素原子を有する、すなわち炭素原子の代わりに、例えば、１〜１５個のヘテロ原子、又は１〜５個のヘテロ原子、又は１、２、３、若しくは４個のヘテロ原子などの少なくとも１個のヘテロ原子から２０個のヘテロ原子を有するアルキル鎖を意味する。ヘテロアルキル部分は、分岐鎖状であっても、又は直鎖の非分岐鎖状であってもよい。
【００１８】
「アルコキシ」の用語は、本明細書で用いられる場合、−Ｏ−アルキル部分を意味し、例示的な実施形態としては、限定されないが、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｎ−ペントキシ、ｎ−ヘキソキシが挙げられる。
【００１９】
「ハロ」及び「ハロゲン」の用語は、本明細書で用いられる場合、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素から選択される原子を意味する。
【００２０】
「ａｃａｃ」の略語は、本明細書で用いられる場合、アセチルアセトンリガンドを意味する。
【００２１】
本明細書で用いられる場合、「独立して」の用語は、これらの用語が指す置換基、原子、又は部分が、可変部のリストから互いに独立して選択されることを意味する（すなわち、それらは、同一又は同じであってもよい）。
【００２２】
本明細書で用いられる場合、「約」の用語は、指定された値の±５％、±１０％、±２０％、又は±２５％の変動を意味し得る。例えば、「約５０」パーセントは、ある実施形態では、４５〜５５パーセントの変動を有し得る。整数の範囲の場合、「約」の用語は、記載された整数よりも大きい及び／又は小さい１又は２つの整数を含み得る。本明細書において特に断りのない限り、「約」の用語は、記載された範囲に近接しており、個々の成分、組成物、又は実施形態の機能性という意味で同等である値、例えば濃度値、を含むことを意図している。
【００２３】
本明細書で用いられる場合、「及び／又は」の用語は、この用語が関連付けられている項目のいずれか１つ、項目のいずれかの組み合わせ、又は項目のすべてを意味する。
【００２４】
当業者であれば理解されるように、成分の量、キャビティ／細孔サイズ及びＢＥＴ比表面積などの特性、反応条件などを表す数を含むすべての数は、近似値であり、すべての場合において「約」の用語によって所望に応じて修飾されるものとして理解される。これらの値は、本明細書の記述の教示事項を用いて当業者が得ようとする所望される特性に応じて様々であってよい。また、そのような値は、それらの対応する試験測定値に見出される標準偏差に必然的に起因する変動を本質的に含んでいることも理解される。
【００２５】
当業者であれば理解されるように、あらゆる目的のために、特に記述を提供するという
意味で、本明細書に記載されるすべての範囲は、あらゆる可能なそのサブ範囲及びそのサブ範囲の組み合わせ、さらには、その範囲を構成する個々の値、特に整数値も包含する。記載される範囲は、範囲内の各具体的な値、整数、少数、又は識別（identity）を含む。列挙される範囲はいずれも、同じ範囲が少なくとも二等分、三等分、四等分、五等分、又は十等分に細分されることを充分に記載し、可能とするものとして容易に認識することができる。限定されない例として、本明細書で考察される各範囲は、下側の三分の一、真ん中の三分の一、及び上側の三分の一などに容易に細分することができる。
【００２６】
当業者であれば、構成要素がマーカッシュ群などの共通の様式で一緒に群に分けられる場合、本発明は、全体として列挙される群全体を包含するだけでなく、群の個々の各構成要素及び主要な群のすべての可能なサブ群も包含することも容易に認識される。加えて、すべての目的のために、本発明は、主要な群だけでなく、群の構成要素のうちの１又は複数が存在しない主要な群も包含する。したがって、本発明は、記載される群のいずれか１又は複数の構成要素の明示的な除外を想定する。したがって、開示される分類又は実施形態のいずれに対しても、記載される要素、種、又は実施形態のいずれか１又は複数が、例えば明示的な否定的限定で用いられるように、そのような分類又は実施形態から除外され得るという条件が適用され得る。
【００２７】
本明細書で用いられる場合、「三次元構造」の表現は、「有機金属ポリマー」としても特徴付けられるＭＯＦ材料の分野で従来から理解されるように、単位の三次元的連続又は繰り返しを意味するものと理解される。
【００２８】
本明細書で用いられる場合、「固体」の用語は、いかなる種類の結晶材料をも意味する。前記固体は、例えば、球状、層状などの形態を例とする様々な形態の結晶、粉末、又は粒子の形態でああってよい。粒子は、ナノ粒子の形態であってよい。
【００２９】
本明細書で用いられる場合、「ナノ粒子」の用語は、１μｍよりも小さいサイズの粒子を意味する。特に、本発明に従う固体Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦナノ粒子は、１０００ナノメートル未満、好ましくは５００ｎｍ未満、より好ましくは２５０ｎｍ未満、より好ましくは１００ｎｍ未満、特には９０ｎｍ未満の径を有し得る。
【００３０】
本明細書で用いられる場合、「リガンド」の用語は、少なくとも２つのＦｅ、Ａｌ、又はＴｉ金属中心（又は、本発明の変形例に従うドープされたＦｅ、Ａｌ、又はＴｉ−ベース材料、例えばＲｕドープＭＯＦ材料の場合は、異なる性質の２つの金属中心）に配位されたリガンド（例えば、中性種及びイオンを含む）を意味し、リガンドは、これらの金属間に距離を提供すること、及び空の空間又は細孔を形成することに関与する。
【００３１】
例示的実施形態の詳細な記述
１つの態様では、本発明は、低い多分散指数を有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子を製造するためのマイクロ波を用いない方法を提供し、その方法は：
Ａ）水性溶媒系中に：
（ｉ）少なくとも、金属Ｍ、金属Ｍの塩、又はＦｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、若しくはＡｌ３＋から選択される金属イオンＭｚ＋を含む配位錯体の形態の第一の無機金属前駆体；
（ｉｉ）構造Ｒ１−（Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３）ｑを有し、構造中：
ｑは、２〜６の整数を表し；好ましくは、ｑは、２、３、又は４を表し；
Ｒ３は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、−ＯＨ、Ｙがアルカリ金属カチオンを表す−ＯＹ、−ＯＲ４、Ｒ３Ａ及びＲ３Ｂが、同一又は異なって、Ｃ１−１２アルキルラジカルを表す−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ３Ａ又は−ＮＲ３ＡＲ３Ｂから選択され；
Ｒ１は、独立して：
（ａ）Ｃ１−１２アルキル、Ｃ２−１２アルケニル、又はＣ２−１２アルキニルラジカル；
（ｂ）６〜５０個の炭素原子を含む縮合又は非縮合の単環式又は多環式アリールラジカル；
（ｃ）４〜５０個の炭素原子を含む縮合又は非縮合の単環式又は多環式ヘテロアリール
を表し；
Ｒ１は、所望に応じて、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＯ２、又はＣ１−６アルキルから独立して選択される１又は複数の置換基を有する、
少なくとも１つの前駆体リガンドＬ’、
を混合する工程；並びに
Ｂ）工程Ａ）で得られた混合物を、水性溶媒系の沸点温度よりも低い温度で反応させ；それによって前記ナノ粒子を得る工程、
を含み、この方法は、塩基添加剤などの溶媒系にリガンド前駆体Ｌ’を可溶化することを目的とする添加剤、又は酸添加剤などのＭＯＦ結晶化プロセスに効果を有し得る添加剤の非存在下で行われる。
【００３２】
有利には、工程Ｂ）において、反応温度は、水性溶媒系の沸点温度よりも少なくとも１０℃低いことが好ましい場合がある。
【００３３】
有利には、この方法は、還流条件下では行われない。
【００３４】
有利には、この方法は、酸添加剤又は塩基添加剤の非存在下で行われてよい。実際、本発明の方法の１つのはっきりとした利点は、従来のＭＯＦ合成において典型的に用いられる、特に、反応混合物中にリガンド前駆体を可溶化させるための（ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、アミンなど）及び／又は結晶化プロセスを改変するための（ＨＦ、ＨＮＯ３など）いかなる添加剤の使用も回避されることである。
【００３５】
このため、本発明の方法の工程Ａ）は、水性溶媒系中に、上記で及び本明細書のいずれの変形例においても定める通りの少なくとも１つの無機金属前駆体（所望に応じて、混合金属ＭＯＦが所望される場合は、第二、第三、又はそれ以上の無機金属前駆体と共に）、上記で及び本明細書のいずれの変形例においても定める通りの少なくとも１つの前駆体リガンドＬ’、並びに所望に応じて、酸化鉄ナノ粒子などのＭＯＦとは異なる材料の粒子、好ましくはナノ粒子（コアがＭＯＦとは異なる材料から成り、ＭＯＦから成るシェル内に封入されるコアシェル粒子が所望される場合）を混合することから成り得る。好ましくは、少なくとも１つの前駆体リガンドＬ’は、カルボン酸塩ではない。
【００３６】
したがって、本発明は、有利には、低い多分散指数を有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子を製造するためのマイクロ波を用いない方法を提供し、その方法は：
Ａ．水性溶媒系；
Ｂ．少なくとも、金属Ｍ、金属Ｍの塩、又はＦｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、若しくはＡｌ３＋から選択される金属イオンＭｚ＋を含む配位錯体の形態の第一の無機金属前駆体；及び
Ｃ．構造Ｒ１−（Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３）ｑを有し、構造中：
ｑは、２〜６の整数を表し；好ましくは、ｑは、２、３、又は４を表し；
Ｒ３は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＲ４、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ３Ａ、又は−ＮＲ３ＡＲ３Ｂから選択され、ここで、Ｒ３Ａ及びＲ３Ｂは、同一又は異なって、Ｃ１−１２アルキルラジカルを表し；
Ｒ１は、独立して：
（ａ）Ｃ１−１２アルキル、Ｃ２−１２アルケニル、又はＣ２−１２アルキニルラジカル；
（ｂ）６〜５０個の炭素原子を含む縮合又は非縮合の単環式又は多環式アリールラジカル；
（ｃ）４〜５０個の炭素原子を含む縮合又は非縮合の単環式又は多環式ヘテロアリール
を表し；
Ｒ１は、所望に応じて、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＯ２、又はＣ１−６アルキルから独立して選択される１又は複数の置換基を有する、
少なくとも１つの前駆体リガンドＬ’；及び
Ｄ．所望に応じて、ＭＯＦとは異なる材料の粒子、好ましくはナノ粒子、好ましくは金属酸化物のナノ粒子；
から成る混合物を、水性溶媒系の沸点温度よりも低い温度で、好ましくは、水性溶媒系の沸点温度よりも少なくとも１０℃低い温度で反応させ；それによって前記ナノ粒子を得る工程を含む。
【００３７】
特に、この方法は、有利には、塩基添加剤などの溶媒系に少なくとも１つのリガンド前駆体Ｌ’を可溶化することを目的とする添加剤、又は酸添加剤などのＭＯＦ結晶化プロセスに影響を与え得る添加剤の非存在下で行われる。
【００３８】
有利には、リガンド前駆体Ｌ’は、構造Ｒ１−（Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３）ｑを有してよく、構造中、ｑ及びＲ１は、上記で定める通りであり、Ｒ３は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＲ４、Ｒ３Ａ及びＲ３Ｂが、同一又は異なって、Ｃ１−１２アルキルラジカルを表す−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ３Ａ又は−ＮＲ３ＡＲ３Ｂから選択されてよい。有利には、この方法は、リガンド前駆体Ｌ’の対応するカルボン酸塩への加水分解をもたらす添加剤（例：塩基）の非存在下で行われる。
【００３９】
有利には、リガンド前駆体Ｌ’は、構造Ｒ１−（Ｃ（＝Ｏ）−ＯＨ）ｑを有してよく、構造中、ｑ及びＲ１は、上記で定める通りである。さらにより有利には、この方法は、リガンド前駆体Ｌ’の、ＹがＬｉ、Ｋ、Ｎａなどのアルカリ金属カチオンを表す対応するカルボン酸塩Ｒ１−（Ｃ（＝Ｏ）−ＯＹ）ｑへの加水分解をもたらす添加剤（例：ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨなどの塩基）の非存在下で行われてよい。
【００４０】
有利には、リガンド前駆体Ｌ’は：
【００４１】
【化１】
2020508288.tif 000003
【００４２】
【化２】
2020508288.tif 000004
【００４３】
【化３】
2020508288.tif 000005
【００４４】
から選択される、二座、三座、四座、又は六座の前駆体リガンドであってよく、
Ｒ３は、上記で定める通りであり、
ｓは、１〜４の整数を表し、
ｔは、それぞれ独立して、１〜４の整数を表し、
ｕは、１〜７の整数を表し、
ＲＬ１及びＲＬ２は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、又はＣ１〜Ｃ６アルキルを表し、及び
ＲＬ３は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＯ２、又はＣ１−６アルキルを表し；
Ｘは、共有結合、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ２、Ｎ＝Ｎ、ＮＨ、Ｏ、Ｓ、ＳＯ２、Ｃ＝Ｃ、ｐが１〜４の範囲内の整数を表す−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ−Ｏ−、−ＮＨ−（ＣＨ２）ｐ−ＮＨ−、又は−Ｓ−（ＣＨ２）ｐ−Ｓ−を；好ましくは、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ２、Ｎ＝Ｎ、ＮＨ、Ｏ、Ｓ、ＳＯ２、−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ−Ｏ−、−ＮＨ−（ＣＨ２）ｐ−ＮＨ−、又は−Ｓ−（ＣＨ２）ｐ−Ｓ−を；最も好ましくは、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ２、又はＮ＝Ｎを表し；
ｍは、それぞれ独立して、１〜３の整数を表し；及びＲ１は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン原子、ＯＨ、ＮＨ２、ＮＯ２、又はＣ１−６アルキルを表し、好ましくは、Ｒ１は、それぞれ独立してＨを表し；並びに
Ｒ４は、それぞれ独立して、−ＯＨ、Ｍｉがアルカリ金属カチオンを表す−ＯＭｉ、ハロゲン原子、又はＲ５及びＲ５’が独立してＣ１−１２アルキルを表す−ＯＲ５、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ５、若しくは−ＮＲ５Ｒ５’部分を表し；好ましくは、Ｒ１は、それぞれＨを表し、Ｒ４は、それぞれＯＨを表し；最も好ましくは、Ｘは、ＣＨ２を表し、Ｒ１は、それぞれＨを表し、Ｒ４は、それぞれＯＨを表す。
【００４５】
有利には、上記で述べる二座、三座、四座、又は六座の前駆体リガンドにおいて、Ｒ３は、好ましくは、Ｙがアルカリ金属カチオンを表す−ＯＹと異なっていてよく；及びＲ４は、好ましくは、Ｍｉがアルカリ金属カチオンを表す−ＯＭｉと異なっていてよい。
【００４６】
有利には、上記で述べる二座、三座、四座、又は六座の前駆体リガンドにおいて、Ｒ３は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、−ＯＨ、Ｒ３Ａ及びＲ３Ｂが、同一又は異なって、Ｃ１−１２アルキルラジカルを表す−ＯＲ３Ａ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ３Ａ又は−ＮＲ３ＡＲ３Ｂから選択されてよい。同様に、有利には、Ｒ４は、それぞれ独立して、−ＯＨ、ハロゲン原子、又はＲ５及びＲ５’が独立してＣ１−１２アルキルを表す−ＯＲ５、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ５、若しくは−ＮＲ５Ｒ５’部分を表し；好ましくは、Ｒ１は、それぞれＨを表し、Ｒ４は、それぞれＯＨを表し；最も好ましくは、Ｘは、ＣＨ２を表し、Ｒ１は、それぞれＨを表し、Ｒ４は、それぞれＯＨを表す。
【００４７】
構造（ＩＩ）を有するビス−Ｃ６アリール含有四座リガンド前駆体の中でも、式（ＩＩＡ１）〜（ＩＩＡ３）のリガンド前駆体が言及され得るものであり：
【００４８】
【化４】
2020508288.tif 000006
【００４９】
好ましくは式（ＩＩＡ１）であり、
式中、ｍ、Ｒ１、Ｒ４、及びＸは、全体として、及び上記のいずれかの変形例で定める通りである。
【００５０】
有利には、上記の式（ＩＩＡ１）〜（ＩＩＡ３）において、Ｒ４は、それぞれ独立して、−ＯＨ、ハロゲン原子、又はＲ５及びＲ５’が独立してＣ１−１２アルキルを表す−ＯＲ５、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ５、若しくは−ＮＲ５Ｒ５’部分を表してよく；好ましくは、Ｒ４は、それぞれＯＨを表す。
【００５１】
構造（ＩＩＡ）を有するビス−Ｃ６アリール含有四座リガンド前駆体の中でも、Ｘが共有結合、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ２、又はＮ＝Ｎを表す式（ＩＩ）、（ＩＩＡ１）、（ＩＩＡ２）、又は（ＩＩＡ３）の前駆体が；好ましくは、ＸがＣＨ２を表す式（ＩＩ）又は（ＩＩＡ１）の前駆体が言及され得る。
【００５２】
有利には、ビス−Ｃ６アリール含有四座リガンド前駆体は、以下の構造のうちの１つを有し得る：
【００５３】
【化５】
2020508288.tif 000007
【００５４】
読者は、式（ＩＩ）のビス−Ｃ６アリール含有四座リガンド前駆体からのＭＯＦ材料の製造、特に高い縮合度を有するＴｉ−ベースＭＯＦ材料の製造に関するさらなる指針を、その全内容が参照により本明細書に援用される２０１６年６月１０日に出願された欧州特許出願第１６３０５６９２．２号に見出すことができる。特に、欧州特許出願第１６３０５６９２．２号の教示事項は、温度条件及び溶媒系を変えて本発明に合うように適合されてよく、すなわち、本明細書で述べる溶媒系、及び溶媒系の沸点温度よりも低い温度、好ましくは、水性溶媒系の沸点温度よりも少なくとも１０℃低い温度としてよい。
【００５５】
有利には、前駆体リガンドＬ’は：Ｃ２Ｈ２（ＣＯ２Ｈ）２（フマル酸）、Ｃ２Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）２（コハク酸）、Ｃ３Ｈ６（ＣＯ２Ｈ）２（グルタル酸）、Ｃ４Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）２（ムコン酸）、Ｃ４Ｈ８（ＣＯ２Ｈ）２（アジピン酸）、Ｃ７Ｈ１４（ＣＯ２Ｈ）２（アゼライン酸）、Ｃ５Ｈ３Ｓ（ＣＯ２Ｈ）２（２，５−チオフェンジカルボン酸）、Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）２（テレフタル酸）、Ｃ６Ｈ２Ｎ２（ＣＯ２Ｈ）２（２，５−ピラジンジカルボン酸）、Ｃ１０Ｈ６（ＣＯ２Ｈ）２（ナフタレン−２，６−ジカルボン酸）、Ｃ１２Ｈ８（ＣＯ２Ｈ）２（ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸）、Ｃ１２Ｈ８Ｎ２（ＣＯ２Ｈ）２（アゾベンゼンジカルボン酸）、Ｃ６Ｈ３（ＣＯ２Ｈ）３（ベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸）、Ｃ６Ｈ３（ＣＯ２Ｈ）３（ベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸）、Ｃ２４Ｈ１５（ＣＯ２Ｈ）３（ベンゼン−１，３，５−トリ安息香酸）、Ｃ
６Ｈ２（ＣＯ２Ｈ）４（ベンゼン−１，２，４，５−テトラカルボン酸、Ｃ１０Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）４（ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸）、Ｃ１０Ｈ４（ＣＯ２Ｈ）４（ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸）、Ｃ１２Ｈ６（ＣＯ２Ｈ）４（ビフェニル−３，５，３’，５’−テトラカルボン酸）；２−アミノテレフタル酸、２−ニトロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、２−クロロテレフタル酸、２−ブロモテレフタル酸、２，５−ジヒドロキソテレフタル酸、テトラフルオロテレフタル酸、テトラメチルテレフタル酸、ジメチル−４，４’−ビフェニルジカルボン酸、テトラメチル−４，４’−ビフェニルジカルボン酸、ジカルボキシ−４，４’−ビフェニルジカルボン酸、若しくは２，５−ピラジンジカルボン酸から選択される修飾された類似体；又は２，５−ジペルフルオロテレフタル酸、アゾベンゼン−４，４’−ジカルボン酸、３，３’−ジクロロ−アゾベンゼン−４，４’−ジカルボン酸、３，３’−ジヒドロキソ−アゾベンゼン−４，４’−ジカルボン酸、３，３’−ジペルフルオロ−アゾベンゼン−４，４’−ジカルボン酸、３，５，３’，５’−アゾベンゼンテトラカルボン酸、２，５−ジメチルテレフタル酸、及びペルフルオログルタル酸から選択されるリガンド誘導体；から選択されるジ、トリ、又はテトラカルボン酸であってよい。例えば、前駆体リガンドＬ’は、ベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸（トリメシン酸）、ベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸、又はベンゼン−１，２，４，５−テトラカルボン酸であってよい。
【００５６】
無機金属前駆体は、Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料の製造に適するいかなる前駆体であってもよい。読者は、現時点までに入手可能である広範なＭＯＦ文献から、適切な無機金属前駆体を選択することができる。例えば、適切な無機金属前駆体は、金属（Ｆｅ、Ａｌ、若しくはＴｉ）、Ｆｅ−、Ａｌ−、若しくはＴｉ−ベース金属塩、又はＦｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、若しくはＡｌ３＋から選択される金属イオンＭｚ＋を含む配位錯体の形態であってよい。
【００５７】
例えば、無機金属前駆体は、ＦｅＣｌ２又はＦｅ（ＣＯ２ＣＨ３）２（酢酸鉄）などのＦｅ２＋塩であってよい。
【００５８】
例えば、無機金属前駆体は、ＦｅＣｌ３、Ｆｅ（ＮＯ３）３、Ｆｅ（ＣｌＯ４）３過塩素酸鉄又はＦｅ２（ＳＯ４）３硫酸鉄などのＦｅ３＋塩であってよい。
【００５９】
例えば、無機金属前駆体は、ＡｌＣｌ３、Ａｌ（ＯＨ）３水酸化アルミニウム、Ａｌ（ＮＯ３）３硝酸アルミニウム、Ａｌ２（ＳＯ４）３硫酸アルミニウム、Ａｌ（ＣｌＯ４）３過塩素酸アルミニウム、又はＡｌ（ＣＯ２ＣＨ３）３酢酸アルミニウムなどのＡｌ３＋塩であってよい。
【００６０】
例えば、無機金属前駆体は、ＴｉＣｌ３などのＴｉ３＋塩であってよい。
【００６１】
例えば、無機金属前駆体は、ＴｉＣｌ４、ＴｉＯ（ａｃａｃ）２、ＴｉＯＳＯ４（硫酸チタニル）、Ｔｉ（ＳＯ４）２、又は式（ＩＩＩ）のチタンアルコキシド：
Ｔｉ（ＯＲ３）４    （ＩＩＩ）
などのＴｉ４＋塩であってよく、式中、Ｒ３は、それぞれ独立して、直鎖状又は分岐鎖状Ｃ１−６アルキル部分を表す。
【００６２】
例示的変形例において、無機金属前駆体は、ＦｅＣｌ３などのＦｅ３＋塩であってよく、前駆体リガンドＬ’は、ベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸又はベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸であってよい。
【００６３】
別の例示的変形例において、無機金属前駆体は、ＦｅＣｌ３などのＦｅ３＋塩であってよく、前駆体リガンドＬ’は、ベンゼン−１，２，４，５−テトラカルボン酸（ＢＴｅＣ
）であってよい。
【００６４】
本発明に従う方法は、適切ないかなる溶媒系で行われてもよい。好ましくは、溶媒系は、極性溶媒系であってよく、それは、単一の溶媒、又は２つ以上の極性溶媒の混合物から構成されていてよい。有利には、溶媒系は、水性溶媒系であってよい。用いられてよい溶媒は、特に、Ｈ２Ｏ、エタノール、イソプロパノール、炭酸ジメチル、エチレングリコール、乳酸エチル、酢酸エチル、スルホラン、ベンジルアルコール、又はこれらの２つ以上の混合物から選択されてよい。好ましくは、溶媒系は、水性であり、したがって、少なくともＨ２Ｏを含有し、所望に応じて、上述した溶媒のうちのいずれか１又は複数を含有する。好ましくは、溶媒系は、Ｈ２Ｏ、エタノール、又はこれらの混合物であり、最も好ましくは、Ｈ２Ｏである。上記で述べた溶媒は、すべて環境にやさしい溶媒である。しかしながら、ジメチルホルムアミドをベースとする溶媒系などの他の環境にやさしいものではない溶媒を用いることもできる。
【００６５】
本発明に従う方法は、有利には、反応を行うために用いられる溶媒系の沸点よりも低い温度で、好ましくは、水性溶媒系の沸点温度よりも少なくとも１０℃低い温度で行われる。このことは、ＭＯＦ材料を特にナノ粒子の形態で製造するための、より高い温度（還流又はソルボサーマル法）又はマイクロ波のいずれかが関与する既存の方法と比較して、特に有利である。
【００６６】
有利には、この方法は、唯一の溶媒系としてのＨ２Ｏ中で行われてよい。このため、この方法は、＜１００℃、好ましくは＜９５℃、好ましくは≦９０℃、好ましくは≦８５℃、好ましくは≦８０℃、より好ましくは≦７５℃、なおより好ましくは≦７０℃、さらに好ましくは≦６５℃、最も好ましくは≦６０℃の温度で行われてよい。例えば、この方法は、室温（２０℃±５℃）で、唯一の溶媒系としてのＨ２Ｏ中で行われてよい。別の例では、この方法は、６０℃±５℃で、唯一の溶媒系としてのＨ２Ｏ中で行われてもよい。容易に明らかとなるように、本発明の方法の大きな利点は、低い温度が関与することであり、したがって、環境にやさしく、従来の方法（還流、ソルボサーマル、マイクロ波法）よりもコストが低い。加えて、それは、造影剤（例：酸化鉄）などの脆弱種の存在下でのＭＯＦベース複合体の製造を可能とし、及び／又は不均一系触媒での用途に非常に有用であることを示すＭＯＦ骨格内への反応性種の導入（例：Ｒｕ部位）を可能とする。加えて、本発明の方法は、従来のより高エネルギーによる方法（還流、ソルボサーマル、マイクロ波法）では製造することのできない全く新しいＭＯＦ相を入手可能とするものでもある。これまでに全く報告されたことのない新規なＭＯＦ（Ｆｅ）カルボキシレート相の製造について記載する実施例６を参照されたい。
【００６７】
このため、本発明はまた、本発明の方法によってナノ粒子として得ることが可能である新規なＭＯＦカルボキシレート材料にも関し、式Ｆｅ３Ｏ（Ｈ２Ｏ）２（ＯＨ）４（Ｈ２−ＢＴｅＣ）１．５を有するこのＭＯＦは、ＢＴｅＣリンカーを介して接続された三次元に連続する構造単位から構成される。いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、この新規なＭＯＦ相は、μ３−オキソ三量体から構成されるものと考えられる。実施例６に例示されるように、この新規なＭＯＦ材料（「Ｆｅ／ＢＴｅＣ」としても称される）は、金属前駆体としてのＦｅＣｌ３及び有機リガンド前駆体Ｌ’としての１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸から製造され得る。
【００６８】
有利には、本発明に従う方法は、１．１０５Ｐａ（周囲圧力条件）下で行われてよい。本発明の方法の反応条件を述べる際に本文書で言及する温度はすべて、大気圧（周囲圧力条件）下での温度を意味する。
【００６９】
有利には、この方法は、希釈条件下で行われてよい。言い換えると、本発明の方法は、
５０ｍＭ未満、好ましくは≦４０ｍＭ、好ましくは≦３０ｍＭ、最も好ましくは≦２５ｍＭの無機金属前駆体濃度が関与し得る。例えば、溶媒系中の無機金属前駆体濃度は、約２０ｍＭであってよい。採用されるべき希釈レベルは、反応に用いられる温度に大きく依存することになる。温度が低い程（例：室温）、希釈レベルは高くなる。希釈条件は、ナノ粒子サイズのより良好な制御が可能となることから特に有利であり、より小さい平均粒子サイズを、より低い多分散指数（より狭い粒子サイズ分布）と共に得ることができる。
【００７０】
希釈条件下では、反応種は、水が唯一の溶媒系として用いられる場合であっても、依然としてある程度溶媒系に溶解している。反応が進行するに従って（ＭＯＦナノ粒子が形成され、溶媒系から析出するに従って）、溶解した反応体は消費され、それによって、平衡は、反応体が溶媒系に溶解する方向へと緩やかに進められる。希釈条件はまた、ナノ粒子の形成が特に緩やであり、かつ、制御されることをも意味する。このことは次に、特に平均粒子サイズ及び単分散度という意味で他の従来の方法で得ることができるよりも非常に良好な品質のＭＯＦナノ粒子の形成という結果となり、本発明に従う方法は、上記で述べたような希釈条件下で行われる場合、より低い多分散指数を有するより小さい平均粒子のＭＯＦナノ粒子の製造を可能とするものであり、このことは、他の既知の方法よりも非常に有利である。
【００７１】
したがって、有利には、本発明に従う方法によって、平均サイズが＜９０ｎｍ、好ましくは＜８５ｎｍ、好ましくは＜８０ｎｍ、好ましくは＜７５ｎｍ、最も好ましくは＜７０ｎｍであるナノ粒子の製造が可能となる。ナノ粒子は、非常に狭い粒子サイズ分布（低い多分散指数）として得られ、サイズが２０〜３０ｎｍから開始する粒子を得ることができる。しかし、粒子の大部分は、一般に、７０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内のサイズを有する。平均粒子サイズは、反応条件応じて、１００ｎｍから下向きに７０ｎｍ又はそれ未満までの間で調節可能である（より低い温度及びより高い希釈条件が、より小さい平均粒子サイズのナノ粒子の形成に有利である）。
【００７２】
有利には、本発明に従う方法によって、ナノ粒子の製造が可能となり、この方法は、ＩＳＯ規格１３３２１：１９９６Ｅ及びＩＳＯ２２４１２：２００８に基づいて算出された０．０５≦ＰＤＩ≦０．５、好ましくは０．０５≦ＰＤＩ≦０．４、最も好ましくは０．０５≦ＰＤＩ≦０．３の多分散指数を有するナノ粒子を生じる。
【００７３】
多分散指数は、相関データに対する単純な２パラメータフィッティングから算出される数である（キュムラント解析）。多分散指数は、無次元であり、０．０５よりも小さい値が、高い単分散性の標準の場合以外ではほとんど見られないようなスケールに調整されている。０．７よりも大きい値は、サンプルが非常に広いサイズ分布を有し、おそらくは動的光散乱（ＤＬＳ）技術に適さないことを示している。様々なサイズ分布アルゴリズムが、これらの２つの極限値の間に入るデータで使用できる。これらのパラメータに対する計算は、ＩＳＯ規格文書1３３２１：１９９６Ｅ及びＩＳＯ２２４１２：２００８に定めら
れている。
【００７４】
本発明に従う方法によって、低いＰＤＩ、さらには小さい平均粒子サイズの両方を併せ持つナノ粒子の製造が可能となる。これは、両特性を有することが可能とならないＭＯＦ粒子の製造のための従来の方法と比較して、特に興味深い。例えば、マイクロ波合成では、類似の（又はより小さい場合もある）ＰＤＩが可能であるが、平均粒子サイズは、１００ｎｍよりも大きい。また、本発明の方法は、セットアップが非常に容易であることから、より低コストでのスケールアップが可能である。
【００７５】
したがって、本発明はまた、ＩＳＯ規格１３３２１：１９９６Ｅ及びＩＳＯ２２４１２：２００８に基づいて算出された０．０５≦ＰＤＩ≦０．５、好ましくは０．０５≦ＰＤ
Ｉ≦０．４、最も好ましくは０．０５≦ＰＤＩ≦０．３の多分散指数、及び＜９０ｎｍ、好ましくは＜８５ｎｍ、好ましくは＜８０ｎｍ、好ましくは＜７５ｎｍ、最も好ましくは＜７０ｎｍの平均サイズを有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子も提供する。
【００７６】
有利には、本発明に従う方法では、溶媒系に試薬を可溶化することを意図する添加剤の使用が排除される。典型的には、従来の方法（例：還流、ソルボサーマル、マイクロ波法）では、リンカーを脱プロトン化することで可溶化をより良好とする有機又は無機塩基などの添加剤が、試薬の溶解を補助し、反応を促進するために用いられる。そのような有機又は無機塩基添加剤は、例えばＮａＯＨ、ＫＯＨ、アミンであってよい。従来の方法はまた、添加剤としてＨＦ又はＨＮＯ３などの有機又は無機酸も用い、これらは、ＭＯＦ結晶化プロセスに対して効果を有する。これらの添加剤の使用はすべて、ナノ粒子サイズの均一性に対して悪影響を及ぼし、一般的には、平均粒子サイズが大きくなる。例えば、ＨＦ又はＨＮＯ３などの酸添加剤の使用は、ＭＯＦ結晶化プロセスに影響を与え、マイクロ粒子が不均一となる。加えて、これらの添加剤は、続いて、ＭＯＦ粒子生成物を「洗浄」するために洗い流す必要がある。本発明に従う方法は、試薬を可溶化するためを例とする酸又は塩基添加剤などの添加剤が必要ではないという点で、これらすべての欠点を取り除くものである。
【００７７】
有利には、本発明に従う方法によって、混合金属ＭＯＦナノ粒子の製造が可能となる。本明細書で用いられる場合、「混合金属」の用語は、異なる性質（異なる金属、例えばＦｅ及びＲｕ）又は異なる酸化状態（同じ金属であるが異なる酸化状態、例えばＦｅ２＋及びＦｅ３＋）の少なくとも２つの異なる種類の金属中心を含有するＭＯＦを意味する。このため、本発明の方法には、反応混合物中に第二の無機金属前駆体を使用することが関与し得る。したがって、本発明の方法の工程Ａ）は、さらに、第一の無機金属前駆体に加えて、金属Ｍ１、式（Ｉ）の金属Ｍ１の塩、又は金属Ｍ１の水酸化物若しくは酸化物の形態の第二の無機金属前駆体を混合することを含んでよい；
Ｍ１Ｙｐ．ｎＨ２Ｏ    （Ｉ）
式中、Ｍ１は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｍｇ、又はＮｂから選択される金属であり；
Ｙは、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＳＯ４２−、ＡｃＯ−、又は
【００７８】
【化６】
2020508288.tif 000008
【００７９】
を表し；好ましくは、この他方の金属無機前駆体は、Ｃｕ２＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｎｉ２＋、Ａｌ３＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｍｎ４＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｃｒ３＋、Ｒｕ３＋、Ｒｕ４＋、Ｓｎ４＋、Ｍｇ２＋、Ｎｂ４＋、又はＮｂ５＋の塩の形態であり；最も好ましくは、この他方の金属無機前駆体は、ＲｕＣｌ３、ＶＣｌ３、ＳｎＣｌ４、ＣｒＣｌ３、又はＦｅＣｌ３などの金属塩である。
【００８０】
このため、本発明の方法によって、また、ＭＯＦ骨格中に存在する主要な金属とは異なる１又は複数の金属でドープされていてよく（Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ
、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｍｇ、又はＮｂでドープ）、又は同じ金属であるが、酸化状態の異なる金属でドープされていてもよく（例えば、Ｆｅ３＋が、ＭＯＦ中に存在する主要な金属部位であるが、Ｆｅ２＋部位でドープされる）、低い多分散指数を有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料のナノ粒子の製造も可能となる。
【００８１】
本明細書で用いられる場合、１又は複数の金属でドープすることに関して、「ドープする」又は「ドープされた」の用語は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｍｇ、又はＮｂなどの他の金属原子を、Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦ材料格子中に、Ｆｅ、Ａｌ、又はＴｉ原子の代わりに配置することを意味する。「ドープする」又は「ドープされた」の用語はまた、酸化状態の異なる金属原子を、Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦ材料格子中に、Ｆｅ、Ａｌ、又はＴｉ原子の代わりに配置することも意味する（言い換えると、Ｆｅ３＋部位の格子中にＦｅ２＋部位を導入する）。例えば、「Ｒｕドープ材料」は、本発明に従うＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦ材料に、それぞれ、ＭＯＦ材料の格子中のＦｅ、Ａｌ、又はＴｉ原子の代わりにＲｕ原子を「入れ込んだ」ものである。
【００８２】
このため、Ｃｕ２＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｏ２＋、Ｃｏ３＋、Ｎｉ２＋、Ａｌ３＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、Ｍｎ２＋、Ｍｎ３＋、Ｍｎ４＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋、Ｃｒ３＋、Ｒｕ３＋、Ｒｕ４＋、Ｓｎ４＋、Ｍｇ２＋、Ｎｂ４＋、又はＮｂ５＋などの金属イオンが、Ｆｅ、Ａｌ、又はＴｉ原子金属中心に代えて、材料の構造中に組み込まれ得る。金属ドープ比は、本発明に従うＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦ材料の製造に、異なる量の出発金属塩を用いることによって調節され得る（以下を参照）。このため、ドープ率は、調節可能であり、上述した金属中心の１％〜２０％の範囲内であってよい。一般的に、ドープされたＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦ材料は、純Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦ材料（ドープなし）と同じ結晶構造を有し得る。しかし、それらは、格子定数が僅かに異なっている場合もある。
【００８３】
例えば、Ｒｕがドープ金属として選択された場合、本発明の方法により、室温で金属前駆体の組み込みが可能となる。そして、これによって、小粒子サイズを得ることが可能となり、最も重要なことには、低い温度でＲｕの量を調節することが可能である。したがって、本発明に従う方法は、溶液状態の化学が高い温度の使用に適合されていない金属部位（例：Ｒｕ）でＭＯＦナノ粒子をドープする場合に特に有利である。
【００８４】
変形例において、本発明の方法は、ＭＯＦとは異なる材料の粒子の存在下で行われてもよい。このことにより、コアシェル粒子の製造が可能となり、この場合、コアは、ＭＯＦとは異なる材料から成り、それがＭＯＦから成るシェル内に封入されている。
【００８５】
したがって、変形例において、低い多分散指数を有する多孔質結晶性Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料から成るシェルを有するコアシェル粒子を製造するためのマイクロ波を用いない方法が提供され、その方法は：
Ａ．水性溶媒系；
Ｂ．少なくとも、金属Ｍ、金属Ｍの塩、又はＦｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｔｉ３＋、Ｔｉ４＋、若しくはＡｌ３＋から選択される金属イオンＭｚ＋を含む配位錯体の形態の第一の無機金属前駆体；及び
Ｃ．構造Ｒ１−（Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３）ｑを有し、構造中：
ｑは、２〜６の整数を表し；好ましくは、ｑは、２、３、又は４を表し；
Ｒ３は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＯＲ４、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ３Ａ、又は−ＮＲ３ＡＲ３Ｂから選択され、ここで、Ｒ３Ａ及びＲ３Ｂは、同一又は異なって、Ｃ１−１２アルキルラジカルを表し；
Ｒ１は、独立して：
（ａ）Ｃ１−１２アルキル、Ｃ２−１２アルケニル、又はＣ２−１２アルキニルラジカル；
（ｂ）６〜５０個の炭素原子を含む縮合又は非縮合の単環式又は多環式アリールラジカル；
（ｃ）４〜５０個の炭素原子を含む縮合又は非縮合の単環式又は多環式ヘテロアリール
を表し；
Ｒ１は、所望に応じて、ハロゲン原子、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＯ２、又はＣ１−６アルキルから独立して選択される１又は複数の置換基を有する、
少なくとも１つの前駆体リガンドＬ’；及び
Ｄ．ＭＯＦとは異なる材料の粒子、好ましくはナノ粒子、好ましくは金属酸化物のナノ粒子；
から成る混合物を、水性溶媒系の沸点温度よりも低い温度で、好ましくは、水性溶媒系の沸点温度よりも少なくとも１０℃低い温度で反応させ；それによって前記ナノ粒子を得る工程を含む。
【００８６】
特に、この方法は、有利には、塩基添加剤などの溶媒系に少なくとも１つのリガンド前駆体Ｌ’を可溶化することを目的とする添加剤、又は酸添加剤などのＭＯＦ結晶化プロセスに影響を与え得る添加剤の非存在下で行われる。
【００８７】
有利には、ＭＯＦとは異なる材料の粒子は、ナノ粒子であり、コアシェル粒子は、コアシェルナノ粒子である。例えば、この方法は、金属酸化物の粒子の存在下で行われて、金属酸化物コアがＭＯＦシェル内に封入されたコアシェルナノ粒子が製造され得る。例えば、金属酸化物は、酸化鉄、好ましくは、酸化鉄（ＩＩＩ）であってよい。このため、本発明の方法は、造影剤（例：酸化鉄）の（ナノ）粒子をＭＯＦシェル内に封入するために用いられ得る。したがって、本発明の方法は、ＭＯＦ材料を製造するための従来の方法の反応条件（例：高温（還流、ソルボサーマル）、又はマイクロ波）に対して感受性が高い／脆弱である材料を封入するのに特に有利である。本発明の方法の穏和な反応条件（低温、マイクロ波なし）により、この方法は、脆弱な材料の存在下で行うことができ、金属酸化物などの脆弱な材料を封入するための方法として特に有用であることがわかる。
【００８８】
したがって、ＭＯＦシェル内に封入された金属酸化物コア（例：酸化鉄コア）を含むコアシェルナノ粒子も提供され、ここで、ＭＯＦは、本明細書及び上記で定められる通りである。これらのナノ粒子は、有利には、医療用イメージングに有用である造影剤として用いることができる。それらはまた、特に酸化鉄コアを含むコアシェル複合体の場合、温熱療法に適用することもでき、それは、酸化鉄が、外部交流磁場が印加された場合に局所加熱を誘導することができるからである。
【００８９】
本明細書で用いられる場合、「温熱療法」の用語は、身体組織をより高い温度に曝露し、そのような治療に対して応答する癌などの疾患又は病状を治療しようとする医学的治療法を意味する。
【００９０】
このため、ＭＯＦが本明細書及び上記で定められる通りである場合のＭＯＦシェル内に封入された金属酸化物コア（例：酸化鉄コア）を含むコアシェルナノ粒子は、有利には、癌の治療に有用であり得る。それらは、本質的に、活性治療分子を封入し、放出する特性を有しており、したがって、治療されるべき患者の中で放出するための１又は複数の抗癌薬をローディングすることができる。加えて、コアが、酸化鉄などの磁気特性を有する金属酸化物から成る場合、コアシェルナノ粒子は、加えて又は別の選択肢として、様々な癌の治療のための温熱療法に用いることができる。それらは、局所的な、領域的な、及び／
又は全身の温熱療法に有用であり得る。局所温熱療法は、非常に狭い組織領域を加熱するものであり、典型的には、皮膚の上若しくは近傍の癌、又は身体の自然開口部（例：口）の近傍の癌に用いられる。しかし、本発明に従うコアシェルナノ粒子は、特定の組織及び／又は癌細胞を標的とするように設計されてもよく、したがって、熱は、外部交流磁場の印加によって、治療を必要とする部位に局所的に適用されてよい（必ずしも皮膚の上若しくは近傍、又は身体の自然開口部の近傍でなくてよい）。領域温熱療法は、臓器又は手足全体など、身体のより広い部分を加熱する。全身温熱療法は、身体全体を、約３９〜４３℃、又はさらにはより高い温度まで加熱する。それは、典型的には、転移性癌の治療に用いられる。本発明に従うコアシェルナノ粒子は、所望される体温の適用を確保するために、全身温熱療法治療の通常の技術と組み合わせて用いられ得る。全体として、温熱療法の目的は、腫瘍を、それ以外のものに損傷を与えることなく殺傷することであるか、又は癌細胞を、放射線及び化学療法薬によって殺傷される可能性が高まるように、弱めることである。温熱療法は、癌細胞を直接殺傷し得るが、それは、癌の他の治療法と組み合わせて用いられる方がより有利であり得る（温熱療法は、温められた領域への血流を増加させ、それによって、腫瘍及び正常組織における灌流を増加させる。このことは、医薬の送達を促進する）。その構造及び封入／放出特性のために、本発明に従うコアシェルナノ粒子は、温熱療法と抗癌薬送達との併用療法に用いられ得る。
【００９１】
有利には、本発明に従う方法は、さらに、少なくとも１つの医薬活性要素、化粧品を対象とする化合物、又はマーカーを前記多孔質ＭＯＦ材料中に導入する工程も含む。
【００９２】
したがって、本発明はまた、本発明に従うＭＯＦナノ粒子の使用にも関し、前記ナノ粒子は、その細孔中又はその表面に、医薬活性要素、化粧品を対象とする化合物、又はマーカーを含む群より選択される少なくとも１つの分子を有する。
【００９３】
特に、本発明はまた、医薬活性要素でローディングされた本発明に従うＭＯＦナノ粒子の医薬としての使用にも関する。医薬活性要素は、本発明に従うナノ粒子の細孔中又は表面に含有されていてよい。これが、本文書の残りの部分において「医薬活性要素でローディングされたナノ粒子」の表現によって理解されるものである。
【００９４】
より一般的には、「構成成分Ｘでローディングされたナノ粒子」の用語は、その細孔中又はその表面に構成成分Ｘを含有する本発明に従うナノ粒子を意味する。構成成分Ｘは、共有結合、水素結合、ファンデルワールス結合、静電相互作用によって、ナノ粒子の表面又は細孔中に吸着又は結合され得る。この構成成分Ｘは、上記で示されるように、医薬活性要素であってよい。別の選択肢として、構成成分Ｘは、生物活性を有するいずれかの分子、化粧品を対象とする化合物、又はマーカーであってもよい。
【００９５】
特に、本発明に従うＭＯＦナノ粒子は、吸着容量が大きいという利点を有する。加えて、それらは、例えば医薬分子の不安定性、高反応性、乏しい溶解性、強い結晶化傾向、親水性又は両親媒性などの理由で封入が特に困難である医薬分子を効果的に吸着することができる。
【００９６】
例えば、本発明に従うナノ粒子は、以下の特性、親水性、両親媒性、親油性、不安定性、毒性、強い結晶化傾向、又は実質的な不溶性、のうちの１又は複数を有する少なくとも１つの医薬活性要素でローディングされてよい。
【００９７】
「毒性」の用語は、医学的又は獣医学的用途におけるその使用を阻害する原因である毒性効果を有する医薬活性要素を意味する。それらは、例えば、ブスルファン、シスプラチン、又はロムスチンなどのニトロソ尿素などのアルキル化薬であってよい。
【００９８】
「強い結晶化傾向」の用語は、他の構造中に含まれるのではなく、結晶格子に自己会合する傾向を有する医薬活性要素を意味する。したがって、そのような化合物は、用いられる封入プロセスの過程で、粒子中に含まれるのではなく、結晶を形成する傾向にある。したがって、このことにより、プロセスの終了後、医薬活性要素のローディングが乏しい粒子と医薬活性要素の結晶との混合物が得られる。それは例えば、ブスルファンであってよい。それは、高用量では、重篤な副作用、すなわち静脈閉塞性肝疾患を起こす。これはおそらく、この分子の結晶化する非常に強い傾向に起因する。結晶の重なりは、この活性要素のメチルスルホネート基間での強い双極子相互作用が影響している。
【００９９】
「実質的に不溶性」の用語は、水への溶解度が０．１ｍｇ／ｍｌ未満である医薬活性要素を意味する。それは例えば、ブスルファンであってよい。
【０１００】
「不安定性」の用語は、分解、結晶化、及び／又は反応を起こす可能性があり、並びにそうすることによって、その構造及びその活性を喪失し得る医薬活性要素を意味する。この考え得る例は、ブスルファンである。
【０１０１】
加えて、医薬活性要素は、生物活性を有するいかなる分子であってもよく、例えば、医薬、特には、抗癌薬、抗ウィルス薬、修飾又は未修飾ヌクレオシド類似体、核酸、抗体、タンパク質、ビタミンなどである。
【０１０２】
両親媒性活性要素の中でも、例えば、ブスルファン、ドキソルビシン、塩化ドキソルビシン、及び塩化イミプラミンが言及され得る。
【０１０３】
親油性活性要素の中でも、例えば、タモキシフェン、ドセタキセル、パクリタキセル、イブプロフェン、リドカイン、ビタミンＡ（レチノール）、Ｄ（カルシフェロール）、Ｅ（トコフェロール）、Ｋ１（フィロキノン）、及びＫ２（メナキノン）などの脂溶性ビタミンが言及され得る。
【０１０４】
特に、本発明に従うナノ粒子は、例えばタキソテール、ブスルファン、アジドチミジン（ＡＺＴ）、アジドチミジンリン酸（ＡＺＴＰ）、シドホビル、ゲムシタビン、及びタモキシフェンから選択される少なくとも１つの医薬活性要素でローディングされてよい。
【０１０５】
有利には、活性要素は、蛍光分子であってもよい。例えば、それは、ローダミン、フルオレセン、ルシフェラーゼ、ピレン、及びこれらの誘導体、又はアミノピロリジノ−７−ニトロベンゾフラザンであってよい。
【０１０６】
有利には、活性要素は、フルオロ分子、すなわち、少なくとも１つの置換基Ｆを有する分子であってもよい。それは、例えば、これまでに言及したフルオロ分子のうちの１つであってよい。これらのフルオロ分子は、イメージング、特に、上述のＰＥＴ技術などの蛍光イメージングでの使用に適する。
【０１０７】
したがって、本発明はまた、本発明に従う１又は複数のフルオロ分子を封入するＭＯＦナノ粒子の、ＰＥＴイメージングなどの医療イメージングで用いられ得るマーカーとしての使用にも関する。
【０１０８】
加えて、本発明に従うナノ粒子は、少なくとも１つの化粧品を対象とする化合物でローディングされてもよい。
【０１０９】
「化粧品を対象とする化合物」の用語は、化粧品製剤、すなわち、人体の様々な表面部分、特に表皮、軟毛及び毛髪系（pilous and hair systems）、外部器官、歯、及び粘膜
と接触して配置され、もっぱら又は主としてそれらを洗浄、保護、又は香気付けすることを目的として、人体を良好な状態に維持、その外観を修飾、又はその臭気を改善することを意図する製剤の配合中に含まれるいかなる活性物質をも意味する。「活性物質」の用語は、化粧品製剤の効果を確実とする物質を意味する。
【０１１０】
化粧品を対象とする化合物は、衛生用品（例：化粧落とし、練り歯磨き粉、デオドラント、シャワージェル、石鹸、又はシャンプー）、ケア製品（例：シワ取りクリーム、デイクリーム、ナイトクリーム、保湿クリーム、フローラルウォーター、スクラブ、乳液、美容マスク、リップバーム、又はトニック）、ヘアケア製品（例：ヘアコンディショナー、リラクサー、ジェル、オイル、ラッカー、マスク、又は染料）、化粧品（例：コンシーラー、セルフタンニング製品、アイライナー、化粧品パウダー、ファウンデーション、コール墨、マスカラ、パウダー、皮膚美白製品、口紅、又はネイルワニス）、香水（例：オーデコロン、オードトワレ、又は香水）、日焼け止め製品（例：日焼け手入れ及び日焼け止めクリーム、オイル、及びローション）、髭剃り製品及び脱毛製品（例：アフターシェーブ、脱毛クリーム、又はシェービングフォーム）、又はバス及びシャワー製剤（例：バルブバス、バスオイル、又はバスソルト）を例とする当業者に公知であるいずれかの化粧品製剤の調製に含まれる活性物質であってよい。
【０１１１】
本発明によると、化粧品を対象とする化合物は、例えば：
−抗酸化剤（例えば、クエン酸、ベータ−カロテン、ビタミンＥ、グリコール酸、グルタチオン、ビタミンＣ、ポリフェノール、リコピン、フラボノイド、タンニン、アントシアン、Ｎ−アセチルシステイン（フリーラジカル捕捉剤））
−ビタミン（例えば、ビタミンＡ、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ２、Ｂ１、Ｂ９、Ｂ８、Ｂ１２、Ｃ、Ｅ、Ｄ、Ｋ、Ｋ１、Ｋ２）
−リポレギュレーター（liporegulator）（例えば、カフェイン又はテオフィリン）
−光保護剤（例えば、ベンゾフェノン−３（２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン）、ベンゾフェノン−４（２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸）、２−フェニルベンズイミダゾール−５−スルホン酸）
−保湿剤（例えば、尿素、ヒアルロン酸、又はソルビトール）
を含む群より選択され得る。
【０１１２】
例えば、本発明に従うナノ粒子は、ベンゾフェノン、ビスナジン、サリチル酸、アスコルビン酸、ベンゾフェノン及びその誘導体、カフェイン、尿素、ヒアルロン酸などを含む群より選択される少なくとも１つの化粧品を対象とする化合物でローディングされてよい。
【０１１３】
一般的に、本発明に従うＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレートナノ粒子は、これらのＭＯＦの既知のいかなる用途に用いられてもよい。
【０１１４】
粒子サイズが小さいこと及び多分散指数が高いことに起因して、本発明に従うＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレートナノ粒子は、ナノ医薬に特に有用であり得る。
【０１１５】
その構造的特徴のために、本発明に従うＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレートナノ粒子は、不均一系触媒的化学反応を行うための触媒担体として、又は気体貯蔵／分離／精製材料として、又は活性要素（医薬、化粧品）を封入するためのマトリックスとして、又は情報記憶、レーザー印刷のためのフォトクロミック材料として、又は酸素指示薬として、又はプロトン伝導性材料（燃料電池）として、又はオプトエレクトロニクス材料（グレッツェルセルを含む光起電力セル）、又は他のセンサー材料として用いられ得る。
【０１１６】
一般的に、本発明に従うＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレートナノ粒子は、不均一系触媒的化学反応を行うための触媒担体として、又は気体貯蔵／分離／精製材料として、又は活性要素（医薬、化粧品）を封入するためのマトリックスとして用いられ得る。
【０１１７】
有利には、本発明に従う方法によって得ることができる混合金属ＭＯＦナノ粒子、特には、Ｒｕなどの触媒活性金属を含有する混合金属ＭＯＦナノ粒子が、不均一系触媒的化学反応を行うための触媒担体として用いられ得る。
【０１１８】
読者は、本発明のＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦカルボキシレート材料を様々な対象となる用途に用い得る方法に関する指針について、以下に示した参考文献を参照することができる。
・不均一系触媒、特に光触媒［３］
・気体貯蔵［４］
・流体の分離［５］
・燃料電池（プロトン伝導性材料）［６］
・オプトエレクトロニクス（光起電力装置．．．）［７］
・センサー［８］
・バイオ医薬品、ヘルスケア、化粧品［９］
【０１１９】
限定されない例として、本発明に従う固体材料は、より詳細には、以下のために用いられる：
−工場（製鋼所、セメント工場、火力発電所など）からの燃焼排ガス、バイオマスの燃焼若しくは石炭のガス化からのメタン又は水素の製造設備からの燃焼排ガスを捕捉するためのプロセスにおける様々な混入物（水、Ｎ２、ＣＯ、Ｈ２Ｓなど）の存在下での温室効果ガス（ＣＯ２、ＣＨ４）の吸着のため。これらの材料の製造コストが低いことと、その無毒性及びその良好な安定性（熱安定性、耐水性、又は硫化二水素に対する耐性）とが組み合わされていることで、これらは、大スケールでのこの種類の用途における最適な候補となっている；
−芳香族化合物の分離（キシレンの異性体）、分岐鎖状アルカンの分離（オクタン価）、バイオマス誘導体の分離（フェノール類．．．）、燃料の精製などの流体（気体、蒸気、液体）の分離のため；
−生物学／医療／化粧品において、対象となる活性（医薬又は化粧品）要素を、適切な期間にわたって治療効果レベルの用量を提供するために制御された様式でそれらを放出する目的で、又は外部環境に対してそれらを保護する（例えば、水分から）目的で、吸着又は封入するため。このため、Ｆｅ、Ａｌ、及びＴｉは、カルボン酸全般と同様に、それほど強い毒性ではない金属であり、それによって、これらの固体（Ｆｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦ）は、この種類の用途において非常に有利である論理的に低い毒性となる。その非常に高い化学安定性は、カーゴの早い放出を防止するために、特に重要であり得る。Ｆｅ、Ａｌ、及びＴｉのＵＶ吸着性は、特に、それ単独でこの波長範囲でやはり吸着を見せる有機スペーサーの適切な選択と共に、化粧品におけるＵＶ遮閉物質の分野に適用され得る。本発明に従うこの固体材料はまた、毒素の除去、解毒（身体の毒素を事後的に除去するため）、又は生体体液（尿、血液など）の精製のためにも用いられ得る。
【０１２０】
全体として、本発明に従うＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベースＭＯＦナノ粒子及びその製造方法は、以下にまとめるように、いくつかの独特の化学的及び構造的特徴を有する：・グリーン溶媒、穏和な反応条件（低温、還流なし、マイクロ波なし）、スケールアップが容易、高い費用対効果。
・低ＰＤＩ及び低平均粒子サイズの両方を併せ持つナノ粒子の入手。
・ＭＯＦ材料を製造するための従来の方法の反応条件（例：高温（還流、ソルボサーマル）、又はマイクロ波）に対して感受性が高い／脆弱である材料の存在下で使用できる可能性。
・金属酸化物などの脆弱な材料を封入するための方法として特に有用。
・溶液状態の化学が高い温度の使用に適合されていない金属部位（例：Ｒｕ）でＭＯＦナノ粒子をドープする場合に有利。
・従来のより高エネルギーによる方法（還流、ソルボサーマル、マイクロ波法）では製造することのできない全く新しいＭＯＦ相が入手可能。
・溶媒系に試薬を可溶化することを意図する添加剤の使用を回避。
・還流条件、及び専用の装置（還流冷却器）の使用を回避。
・特にアルコールなどの有機溶媒を用いた、大掛かりな／何回にもわたる洗浄の使用を回避。単純な水洗浄で充分であり、本発明の方法によって得られたＭＯＦナノ粒子は、そのまま使用することができる。
【０１２１】
他の利点も、当業者であれば、限定されない実例として提供される添付の図を参照して以下の実施例を読むことによって明らかとなり得る。
【０１２２】
均等物
以下の代表的な実施例は、本発明を説明するのを助けることを意図しており、本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の範囲を限定するものでない。実際、本明細書で示し、述べるものに加えて、本発明の様々な改変及びその多くのさらなる実施形態は、当業者であれば、以下の実施例及び本明細書で引用される科学文献及び特許文献への参照を含めて、本文書の全内容から明らかとなるであろう。例えば、読者は、ＭＯＦ、特にＰＯＦカルボキシレート材料の製造のための従来の合成法に関する背景について、国際公開第２００９／０７７６７０号及び国際公開第２００９／０７７６７１号を参照してよい。［１、２］これらの参考文献は、本発明のコンテクストに適合され得るＭＯＦ材料の合成後修飾（例：グラフト化、表面修飾）に関する指針としても有用である。さらに、引用される参考文献の内容は、現行技術を説明する補助とするために、参照により本明細書に援用されることも理解されるべきである。
【０１２３】
以下の実施例は、本発明の実践に対して、その様々な実施形態及びその均等物において適合することができる重要な追加の情報、例示、及び指針を含む。
【実施例】
【０１２４】
本発明に従うＦｅ−、Ａｌ−、又はＴｉ−ベース材料及びその製造は、これらの接合体が製造又は使用される方法のいくつかを説明する実施例によってさらに理解することができる。しかし、これらの実施例が、本発明を限定するものとして解釈されるべきではないことは理解される。現時点で公知の、又は将来的に開発される本発明の変更は、本明細書で述べるように、及び以下に特許請求されるように、本発明の範囲内に含まれるものとみなされる。
【０１２５】
実施例１−室温でのＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の製造
トリメシン酸（０．２５ｇ、１．１９ｍｍｏｌ）を水（９０ｍｌ）に添加し、続いて硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物（０．７２ｇ、１．７８ｍｍｏｌ）を添加して、濁った黄色溶液を調製し、これを３００ｒｐｍで４８時間、室温で撹拌した。この反応混合物を、４８時間後に取り出し、生成物を吸引ろ過し、水（５０ｍｌ）で洗浄して、橙褐色固体を得た。このサンプルは、単純な水洗浄以外のさらなる洗浄の必要がなく、得られたＭＯＦナノ粒子は、そのまま用いることができた。
【０１２６】
実施例２−６０℃でのＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の製造
トリメシン酸（０．２５ｇ、１．１９ｍｍｏｌ）を水（９０ｍｌ）に添加し、続いて硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物（０．７２ｇ、１．７８ｍｍｏｌ）を添加して、濁った黄色溶液を調製し、これを３００ｒｐｍで４８時間、６０℃で撹拌した。この反応混合物を、４８時間後に取り出し、生成物を吸引ろ過し、水（５０ｍｌ）で洗浄して、橙褐色固体を得た。このサンプルは、単純な水洗浄以外のさらなる洗浄の必要がなく、得られたＭＯＦナノ粒子は、そのまま用いることができた。
【０１２７】
比較例３−還流下でのＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の製造
トリメシン酸（０．２５ｇ、１．１９ｍｍｏｌ）を水（９０ｍｌ）に添加し、続いて硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物（０．７２ｇ、１．７８ｍｍｏｌ）を添加して、濁った黄色溶液を調製し、これを３００ｒｐｍで４８時間、還流下で撹拌した。この反応混合物を、４８時間後に取り出し、生成物を吸引ろ過し、水（５０ｍｌ）及びエタノール（９０ｍｌ）で洗浄して、橙褐色固体を得た。
【０１２８】
図１９に示されるように、本発明の方法（室温及び６０℃）に従って得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の多分散指数は、従来の方法（還流）の下で得られたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子よりも非常に低い。このことは、Zhang et al., Chemical Engineering Journal, vol. 259, 2014, pp. 183-190に報告された知見によって確認され、そこ
では、ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ＭＯＦは、塩基又は酸の添加剤なしで還流下の水中で製造され、ＳＥＭによって裏付けられるように（この論文の補足資料の図Ｓ１）、多分散指数の高い大粒子が得られた。
【０１２９】
表１は、実施例１（室温）で合成した未処理及びＫＦ処理ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子の、Ｎ２等温線を用いて算出されたＢＥＴ表面積をまとめたものである。これらを、マイクロ波及びソルボサーマル経路を用いた場合に見出されたＭＩＬ−１００（Ｆｅ）のＢＥＴ表面積の結果と比較した。
【０１３０】
【表１】
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【０１３１】
結果は、本発明に従う低温法が、手軽（実践するのが容易）で費用対効果の高い方法（
添加剤が不要、及び大掛かりな洗浄が不要）であることに加えて、ＭＯＦナノ粒子構築のための既存の従来法（マイクロ波合成）で得たものよりも高い表面積を有するＭＯＦナノ粒子が製造されることを示した。特に、ＥｔＯＨによる余分の洗浄工程なしで得られた表面積は、約１８００ｍ２／ｇであり、これは、マイクロ粒子で得られる表面積に近い。
【０１３２】
実施例４−造影剤として酸化鉄を封入するＭＩＬ−１００（Ｆｅ）コアシェルナノ粒子の製造
添加剤の使用を除外した低温合成条件により、酸化鉄＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）などのコアシェル複合体の容易な製造が可能となる。そのような複合体は、セラノスティックに、薬物送達のナノキャリアとして、及び磁気共鳴画像法のための造影剤として用いることができる。これらの複合体はまた、特に酸化鉄＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）などのコアシェル複合体の場合、温熱療法に用いることもでき、それは、酸化鉄が、外部交流磁場が印加された場合に局所加熱を誘導することができるからである。
【０１３３】
本明細書で用いられる場合、「Ｘ＠ＭＯＦ」の表現は、Ｘから成るコアを封入したＭＯＦ（シェル）のコアシェルナノ粒子を意味する。このため、「酸化鉄＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）」は、コアシェル酸化鉄＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）複合体を意味する。
【０１３４】
コアシェル酸化鉄＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）複合体の製造の前に、まず酸化鉄ナノ粒子を、共沈法によって合成した。２０ｍＬの水酸化ナトリウム（１５ｍｏｌ．Ｌ−１）を、激しく撹拌しながら、ＦｅＣｌ３．６Ｈ２Ｏ（２０ｍＬ、１ｍｏｌ．Ｌ−１）及びＦｅＣｌ２．４Ｈ２Ｏ（５ｍＬ、ＨＣｌ  ２ｍｏｌ．Ｌ−１中の２ｍｏｌ．Ｌ−１）の酸性水溶液に添加した。黒色の析出物を、磁気沈降分離によって単離し、２０ｍＬの水で洗浄した。磁気分離後、次に、析出物を、３０ｍＬのＨＮＯ３（２ｍｏｌ．Ｌ−１）中で１５分間撹拌した。マグネタイトをマグヘマイトのナノ粒子（本明細書において、以降「ＮＰｓ」と称する）に完全に酸化するために、次に、磁気分離後に得た析出物を、１０ｍＬのＦｅ（ＮＯ３）３．９Ｈ２Ｏ（０．３５ｍｏｌ．Ｌ−１）と共に８０℃で３０分間混合した。単離した析出物を、水中に解膠させ、コロイド溶液を得た。
【０１３５】
次に、７０ｍｇの酸化鉄を含有するコロイド溶液を、撹拌下、Ｆｅ（ＮＯ３）３．９Ｈ２Ｏの水溶液（７０ｍＬ、０．０２５ｍｏｌ．Ｌ−１）に添加することによって、酸化鉄＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）複合体を製造した。次に、２５０ｍｇのトリメシン酸を添加し、この反応液を、室温（２０〜２３℃）で２４時間撹拌した。褐色の析出物を、磁気沈降分離によって単離し、次に、１４５００ｒｐｍで１０分間遠心分離した。次に、固体を、水中での１回の遠心分離／再分散サイクルによって、続いて純エタノール中での３回の遠心分離／再分散サイクルによって洗浄した。γ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ＮＰｓを、ＥｔＯＨ中に保存し、使用前に水中で再分散することができた。
【０１３６】
Ｘ線回折分析により、γ−Ｆｅ２Ｏ３の存在下で、ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）相の良好な合成が確認される。γ−Ｆｅ２Ｏ３の構造的完全性も、その会合後に保存されている（図２０）。
【０１３７】
ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）と酸化鉄とが組み合わされていることも、γ−Ｆｅ２Ｏ３ＮＰｓがＭＩＬ−１００（Ｆｅ）相中に埋め込まれていることを示すＴＥＭ分析によって確認される。酸化鉄単独での凝集物は、ＴＥＭ分析を用いて観察されなかった（図２１  Ａ〜Ｄ）。
【０１３８】
ナノスケールγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）複合体も、５０〜１５０ｎｍまで変動するサイズで観察された。これは、平均流体力学径が約１５０ｎｍであると見出され、多分散指数が０．２であったＤＬＳ測定と一致している（図２２）。
【０１３９】
γ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）複合体を、ＦＴ赤外によっても同定した。異なる伸縮振動バンドが観察される。１６３１及び１３８４ｃｍ−１のバンドは、ＭＯＦの鉄と結合したカルボキシレートの伸縮振動バンドに相当し、一方遊離リガンドが、１７１６ｃｍ−１のＣ＝Ｏ伸縮振動バンドによって観察される（図２３）。
【０１４０】
熱重量分析を用いて、γ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）複合体中の酸化鉄の重量含有量を、２０±２重量％であると算出した（図２４）。
【０１４１】
γ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）複合体は、Ｎ２吸着脱着を用いて得たＢＥＴ比表面積１１７４ｍ２．ｇ−１も呈する。ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）の重量で標準化すると、１４８６ｍ２．ｇ−１の値が得られ、これは、ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）単独のＢＥＴ比表面積と一致している（図２５）。
【０１４２】
γ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）の磁化測定を、その飽和磁化を特定するために、及びγ−Ｆｅ２Ｏ３の超常磁性に対するＭＩＬ−１００（Ｆｅ）の影響を把握するために行った。γ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）の飽和磁化について、６８Ａ．ｍ２／ｋｇの値が得られ、これは、純γ−Ｆｅ２Ｏ３ＮＰｓに対して得られた５３Ａ．ｍ２／ｋｇの値と一致した。そのような結果は、両構成成分の組み合わせが、γ−Ｆｅ２Ｏ３コアの磁気特性に対する影響を全く有しないことを示すものであった（図２６）。
【０１４３】
γ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）は、温熱療法及び／又はＭＲＩ画像法に用いることができる。
【０１４４】
酸化鉄をベースとするＭＲＩ造影剤の効率は、通常、プロトンスピン緩和のＴ２（横方向）緩和時間を測定することによって評価される。次に、緩和率１／Ｔ２を合計鉄濃度に対してプロットし、得られた傾き（ｍＭ−１．秒−１）から、緩和度ｒ２の値が得られる。
【０１４５】
酸化鉄ＮＰＳでローディングすると、複合体γ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）は、良好な緩和度値（９２秒−１．ｍＭ−１）を示し、これによって、ＭＲＩ（磁気共鳴画像法）のための造影剤としての使用に適するものとなっている。図３８を参照されたい。
【０１４６】
全体として、そのようなγ−Ｆｅ２Ｏ３＠ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子は、活性治療分子の封入及び放出特性を有することから、セラノスティックに用いることができるが、その緩和特性によって、ＭＲＩを行うための造影剤としても用いることができ、温熱療法による、又は温熱療法と抗癌薬送達との併用療法による抗癌治療のために用いることもできる。
【０１４７】
実施例５−ヘテロ金属ＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子（金属カルボキシレートＭＯＦ内に触媒反応性種を含める）の製造
触媒活性ルテニウム種をＭＯＦ構造中に導入することは、現在、この目的に向けた刊行物の数の増加によって反映されるように、不均一系触媒の分野において最も重要な関心事である。いくつかの報告された例は、対応する金属リガンドを用いた部分的なリガンド交換によって、又は合成後イオンメタセシスによって骨格中にＲｕ種を組み込んで所望されるＲｕドープＭＯＦを得るための予め形成されたＭＯＦの合成後修飾（ＰＳＭ）に基づいている。混合金属ＭＯＦの合成のための別の既存の手法は、親混合金属化合物ＭＩＬ−１２７（Ｆｅ２Ｍ）（Ｍ＝Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇ）の製造のための二次構造単位（ＳＢＵ）手法から成る。
【０１４８】
非常に有利なことには、本発明に従う低温法は、ルテニウム種をナノＭＯＦ構造中に導入することを可能とするだけでなく、初期反応混合物中の金属含有量を単に改変することによって、Ｆｅ／Ｒｕ比を調節することも可能とするものである。
【０１４９】
一般的に述べると、本発明に従うヘテロ金属ＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｍ）ナノ粒子の合成のための例示的な実験手順は、ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子材料について実施例１で述べた室温法に従う。例として、このグリーン（環境にやさしい）法は、本質的に、リガンド及び金属前駆体を化学量論的量で含有する水中における室温でのワンポット反応から成る。金属前駆体の選択、さらには反応混合物中での適切な濃度はいずれも、ナノ構造化ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）の良好な製造のために重要なパラメータである。この手法は、混合金属ナノＭＯＦ、特にヘテロ金属ＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子の製造のために拡張されてきた。
【０１５０】
丸底フラスコ中、９０ｍＬの蒸留Ｈ２Ｏ中の１６８ｍｇのトリメシン酸（０．８ｍｍｏｌ）と３２０ｍｇのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ（０．８ｍｍｏｌ）及び８３ｍｇのＲｕＣｌ３（０．４ｍｍｏｌ）との混合物を調製した。次に、この溶液を、３００ｒｐｍ、室温で４８時間撹拌して、濁った橙黄色懸濁液を形成した。続いて、この最終懸濁液をろ過し、得られた粉末を水で充分に洗浄した。初期反応混合物中のＦｅ／Ｒｕ金属含量比を改変することによって、異なる量のルテニウムを骨格中に導入した。次に、固体を９０ｍＬのＥｔＯＨ中に分散させ、６０℃で１２時間撹拌して過剰のトリメシン酸を除去し、橙褐色固体を得た。
【０１５１】
反応はすべて、すべてのパラメータ（試薬の濃度、Ｔ、撹拌、反応時間．．．）を一定に維持し、Ｆｅ／Ｒｕ金属比を唯一の変数とする高スループット法に従って行った。
【０１５２】
混合金属ナノＭＯＦサンプル１〜５の構造を、それぞれ図２７及び２８のＸ線回折（ＸＲＤ）及びＦＴ−ＩＲ分析によって確かめ、ＭＩＬ−１００ナノＭＯＦ材料が適切に形成されたことを確認した。
【０１５３】
図２８は、室温で得たＭＩＬ−１００（Ｆｅ）及びＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子に対するＦＴＩＲを示す。ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）構造に帰属される特徴的なバンド（１５７７及び１４５０ｃｍ−１でのν（Ｃ＝Ｏ）カルボキシレート）が、配位していない過剰のリガンドに対応する遊離トリメシン酸バンド（１７００ｃｍ−１でのν（Ｃ＝Ｏ）カルボキシレート）のバンドと共に観察された。
【０１５４】
構造が確認されると、ヘテロ金属ナノＭＯＦ中の金属含有量の算出を、ＥＤＸ分析によって行い、結果を表２に示す。予想通り、Ｒｕ含有量は、初期反応混合物中のＦｅ／Ｒｕの金属比を改変することによって、サンプル１から５において１から２６％（原子％）に改変された。
【０１５５】
ナノ粒子をより詳細に同定するためのさらなる実験として、動的光散乱（ＤＬＳ）、エネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＸ）、Ｎ２吸着−脱着等温線、及び熱重量分析（ＴＧＡ）を含めた。動的光散乱（ＤＬＳ）による粒子サイズの分析を、すべての混合金属ナノ粒子に対して行い、ＩＳＯ規格１３３２１：１９９６Ｅ及びＩＳＯ２２４１２：２００８に基づいて算出した。表２は、平均サイズ分布が得られる水に懸濁させた異なるＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子（サンプル１〜５）で得た平均粒子サイズ分布をまとめて示しており、金属含有量に応じて２２７〜１２０ｎｍで変動している。すべての収集したデータは、多分散指数（ＰＩ）＜０．３であった。
【０１５６】
【表２】
2020508288.tif 000010
【０１５７】
混合金属ナノＭＯＦにおける多孔質構造の保存を裏付けるために、Ｎ２吸着等温線をサンプル２において測定した。ＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子（サンプル２）は、メソ多孔質ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）ナノ粒子に対して予想される典型的な収着／脱着プロファイルを呈し、算出されたＢＥＴ表面積値は、１３３０ｍ２．ｇ−１であった。これに関連して、細孔を部分的に占有することが考えられる過剰なリガンドの存在を確認するために、熱重量分析（ＴＧＡ）実験を行った。
【０１５８】
【表３】
2020508288.tif 000011
【０１５９】
全体として、これらの結果から、金属酸化物の非存在下で、メソ多孔質ＭＩＬ−１００（Ｆｅ／Ｒｕ）ナノ粒子の形成が確認される。重要なことには、金属酸化物の望ましくない形成という還流下での合成における特徴的な限界が、本発明による低温法に従うことで、最終的に克服される。
【０１６０】
実施例６−新規なＦｅ／１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸ベースＭＯＦのナノ粒子としての水中における室温合成
５〜１０ｍｍｏｌの１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸及び５〜１０ｍｍｏｌの塩化鉄（ＩＩＩ）無水物を、１００ｍＬバイアルに導入した（Ｍ／Ｌ比は１）。次に、５０ｍＬのＤＩ水を添加し、この混合物を、マグネティックスターラーを用い、４〜３０℃の範囲内の温度で１６時間〜４８時間撹拌した。続いて、褐色混合物を、１４５００ＲＰＭで１０〜１５分間遠心分離することで褐色固体が得られ、これを水で洗浄し、室温で乾燥した。
【０１６１】
この材料のＰＸＲＤは、粒子が小さいことを示す非常にブロードなピークを見せており、このことは、ＳＥＭ画像によって確認される。Ｆｅ／ＢＴｅＣの粒子は、１００〜２０
０＊５０＊５０ｎｍの寸法のナノ針形状を有する（図３０）。
【０１６２】
７７Ｋで行った窒素吸着は、Ｉ型等温線を示し、このことは、微多孔質材料であることを示しており、１１０℃で１６時間活性化されたサンプルの比表面積（ＢＥＴ）は約９４０ｍ２／ｇである（図３２）。
【０１６３】
熱重量分析（Ｏ２下、２℃／分で実施）では、２つの重量減少が現れ、２５℃〜１００℃の第一は、マイクロ細孔中にトラップされていた水の喪失に相当し、第二の重量減少は、２５０℃から開始して３５０℃で完了するＭＯＦの分解を示している。この第二の重量減少から、ＦｅとＢＴｅＣリガンドとの間の比を算出することができ、本発明者らの算出では、１つのリガンドに対して２つのＦｅに近い比である（図３３）。
【０１６４】
ＦＴ−ＩＲ分析により、Ｆｅに結合したカルボキシレートの存在、及びさらには、ＢＴｅＣリガンドの１又は２つの配位していない−ＣＯＯＨに由来する−ＣＯＯＨ基の存在も示される。１７００ｃｍ−１のこのバンドはまた、細孔中の遊離ＢＴｅＣリガンドの存在を示す可能性もあったが、加熱による（＞１３０℃）無水物の形成によって、この仮説は排除される（図３４）。
【０１６５】
温度依存ＰＸＲＤにより、骨格のフレキシビリティを調べることができた。図３５から分かるように、加熱による様々なピークのシフトは存在しておらず、剛直な骨格であることを示している。ＴＧＡによって示されるように、ＭＯＦの分解は、２５０℃よりも高い温度で見られる（図３３）。
【０１６６】
したがって、Ｆｅ／ＢＴｅＣは、周囲条件下で熱的に安定であるが、それは、水熱処理下でも当てはまる。数ｍｇのＦｅ／ＢＴｅＣをＨ２Ｏに分散させ、加熱還流させる。７２時間後、ＰＸＲＤによって示されるように、水安定性処理の前後で、ＭＯＦの分解は見られない（図３６）。
【０１６７】
合成に対する温度の影響
上記で述べた合成条件では、４〜４０℃の範囲内の温度でＦｅ／ＢＴｅＣナノ粒子を製造している。温度を上昇させると、他の既知の相が得られる。例えば、水中での還流合成では、純粋ＭＩＬ−６１（Ｆｅ）が得られ、そのＧａ類似体が報告されている。水熱条件を用いて温度をさらに高めることにより（１５０℃／２４時間）、本発明者らは、ＭＩＬ−６１（Ｆｅ）を得ているが、さらにＭＩＬ−５３（Ｆｅ）−ＢＴｅＣに相当する追加の相の出現も認識している。後者は、骨格中に２つの側鎖遊離−ＣＯＯＨが呼吸効果（breathing effect）を阻止しているＭＩＬ−５３系に属する。
【０１６８】
同じ反応体を、同じ割合で、同じ溶媒と共に用いることで、本発明者らは、合成の温度に応じて複数の相を得ている。Ｆｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦは、４０℃を超える温度では、いずれの合成においても観察されていない。
【０１６９】
この新規なＦｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦの結晶構造は、ＤＦＴ計算によって支援された高分解能粉末Ｘ線回折データを用いて特定することができる。例示的なプロトコルとしては、Ｆｅ／ＢＴｅＣ  ＭＯＦサンプルを微細粉末に粉砕し、内径０．３ｍｍ又は０．７ｍｍのガラスキャピラリー中に封入する。Ｆｅ／ＢＴｅＣのＰＸＲＤパターンを、Ｂｒｕｋｅｒ
Ｄ８回折計上、５〜５０°の２θ範囲（ステップサイズ０．０１）で、室温で７２時間収集する。
【０１７０】
ＴＧＡ
熱重量分析は、特に断りのない限り、Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ  ＴＧＡ／ＤＳＣ
１、ＳＴＡＲ  Ｓｙｓｔｅｍ装置を用い、５０ｍＬ／分のＯ２気流下、３℃／分の昇温速度で６００℃まで行った。
【０１７１】
温度依存Ｘ線粉末回折
Ｘ線温度依存回折実験は、ＨＴＫ−１２００Ｎ（Ａｎｔｏｎ  Ｐａｒｒ）高温チャンバー炉及びＬＹＮＸＥＹＥ  ＸＥ検出器（Ｃｕ−Ｋα線による）を備えたＢｒｕｋｅｒ−Ｄ８  Ａｄｖａｎｃｅ回折計上で行った。ＰＸＲＤパターンは、室温から４００℃まで２５℃ごとに収集した。
【０１７２】
赤外分光分析（ＩＲ）
ＩＲスペクトルは、Ｎｉｃｏｌｅｔ  ６７００ＦＴＩＲ  ｔｈｅｒｍｏｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ分光計を用い、４００〜４０００ｃｍ−１で測定した。
【０１７３】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
ＳＥＭ画像は、ＪＥＯＬ  ＪＳＭ−７００１Ｆ顕微鏡により、金被覆サンプルを用いて撮影した。
【０１７４】
窒素多孔度測定
窒素吸着測定は、サンプルを完全に活性化した後（ＢＥＬ  Ｊａｐａｎ、ＢＥＬＳＯＲＰ  Ｐｒｅｐ）、ＢＥＬ  Ｊａｐａｎ  Ｂｅｌｓｏｒｐ  Ｍｉｎｉ及びＭａｘｉ装置により、７７Ｋで行った。ＭＯＦサンプルを、真空下で直接熱活性化し、その後７７Ｋでの窒素吸着を行った。
【０１７５】
実施例７−ＡｌベースＭＯＦのナノ粒子としての水中における室温合成
５ｍｍｏｌの１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸及び５ｍｍｏｌの塩化アルミニウム（ＩＩＩ）無水物を、１００ｍＬ丸底フラスコに導入する。５０ｍＬのＤＩ水を添加し、この混合物を、２０℃〜６０℃の範囲内の温度で４８時間、３００ｒｐｍで撹拌する。ナノ粒子を回収し、水で洗浄し、室温で乾燥する。
【０１７６】
実施例８−ＴｉベースＭＯＦのナノ粒子としての水中における室温合成
１０ｍｍｏｌの１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸及び１０ｍｍｏｌの酸化チタン（ＩＶ）ビス（２，４−ペンタンジオネート）を、１００ｍＬ丸底フラスコに導入する。５０ｍＬのＤＩ水を添加し、この混合物を、２０℃〜６０℃の範囲内の温度で４８時間、３００ｒｐｍで撹拌する。ナノ粒子を回収し、水で洗浄し、室温で乾燥する。
【０１７７】
実施例９−新規なＦｅ／１，２，４−ベンゼントリカルボン酸ベースＭＯＦ（Ｆｅ／ＢＴＣ）のナノ粒子としての水中における室温合成
１．合成
５〜１０ｍｍｏｌの１，２，４−ベンゼントリカルボン酸及び５〜１０ｍｍｏｌの塩化鉄（ＩＩＩ）無水物を、１００ｍＬバイアルに導入し（Ｍ／Ｌ比は１）；次に、５０ｍＬのＤＩ水を添加し、この混合物を、マグネティックスターラーを用い、４〜３０℃の範囲内の温度で７２時間〜１６８時間撹拌する。次に、薄黄色混合物をろ過することで、薄黄色固体（Ｆｅ／ＢＴＣ）が得られ、これを水で洗浄し、室温で乾燥する。
【０１７８】
２．同定
この材料のＰＸＲＤは、粒子が小さいことを示す非常にブロードなピークを見せており（図３９）、このことは、ＳＥＭ画像によって確認される（図４０）。Ｆｅ／ＢＴＣの粒子は、約１００＊２００＊１０００ｎｍの平均寸法のナノ針形状を有する。
【０１７９】
Ｆｅ／ＢＴＣは、斜方晶系に結晶化し、格子定数を表４にまとめる。Ｆｅ／ＢＴＣは、
軸ａに沿って、頂点を共有するＦｅ３＋八面体の一次元の無限鎖から成る多孔質配位ポリマーである。各六配位Ｆｅ３＋は、架橋μ２−ＯＨ基の２個の酸素原子及び１，２，４−ＢＴＣリンカーの４個の酸素原子と共有結合している。
【０１８０】
【表４】
2020508288.tif 000012
【０１８１】
興味深いことに、リガンドからの１つのカルボン酸だけが、一次元鎖を繋げて保持している隣接する２個のＦｅ３＋に配位しており、残りの２つは、遊離−ＣＯＯＨ基である。２つの異なるリガンドからの遊離−ＣＯＯＨ基は、互いに向かい合っており、したがって、ｃ方向の構造を維持する強い水素結合のネットワークを作り出している（図４１参照）。そして、ｂ方向は、弱い相互作用によって構造が保持されている。特筆すべきは、この構造が、ａ軸に沿って（Ｆｅ無限鎖に沿って）一次元の非常に狭いチャネルを有していることである。これらのチャネルの寸法は、２．５Å＊４．０Åである。
【０１８２】
７７Ｋで行った窒素吸着は、Ｎ２に対して無孔質である固体に典型的であるＩＩ型に近い等温線を示し、１２０℃で１６時間活性化されたサンプルの比表面積（ＢＥＴ）は約２０ｍ２／ｇ未満である（図４２）。
【０１８３】
熱重量分析（Ｏ２下、２℃／分で実施）では、２つの重量減少が現れ、２５℃〜１００℃の第一は、マイクロ細孔中にトラップされていた水の喪失に相当し、第二の重量減少は、２５０℃から開始して４００℃で完了するＭＯＦの分解を示している（図４３）。
【０１８４】
温度依存ＰＸＲＤにより、骨格のフレキシビリティを調べることができる。図４４から分かるように、加熱による様々なピークのシフトは存在しておらず、２００℃まで骨格が剛直であることを示している。
【０１８５】
したがって、Ｆｅ／ＢＴＣは、周囲条件下で熱的に安定であるが、それは、水熱処理下でも当てはまる。数ｍｇのＦｅ／ＢＴＣをＨ２Ｏに分散させ、加熱還流させる。７２時間後、ＰＸＲＤ及びＴＧＡによって示されるように、水安定性処理の前後で、ＭＯＦの分解はほとんど見られない（図４５）。
【０１８６】
３．合成条件の影響
Ｆｅ／ＢＴＣ  ＭＯＦは、純粋に還流及び水熱合成によって得ることもできるが、得られる結晶の寸法は、合成条件に応じて異なる（図４６のＰＸＲＤ）。
【０１８７】
上記で述べた室温条件では、４〜４０℃の範囲内の温度でＦｅ／ＢＴＣナノ粒子を製造
している。還流条件（水中で１００℃）を用いることによって、得られるＦｅ／ＢＴＣ粒子は、非常により大きく（数ミクロン）、多分散である。加えて、水熱合成（２００℃）では、長さが約２０μｍであるさらに大きい結晶が得られた（図４７）。
【０１８８】
同じ反応体を、同じ割合で、同じ溶媒と共に用いることで、本発明者らは、Ｆｅ／ＢＴＣの異なるサイズの結晶を得ており、このことは、核形成及び結晶の成長に関して温度が重要であることを示している。この系では、ナノ粒子は、室温合成によってしか得ることができない。
【０１８９】
本発明のいくつかの実施形態について記載してきたが、本発明者らによる基本的な例は、ＴｉベースＭＯＦ及び本発明の方法を用いる他の実施形態を提供するために変更されてもよいことは明らかである。したがって、本発明の範囲は、例として提示されてきた具体的な実施形態によってではなく、添付の請求項によって定められるべきであることは理解される。
【０１９０】
参考文献のリスト
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Chem. Rev., 2012,112, 1232-1268
【図１】
2020508288.tif 000017
【図２Ａ】
2020508288.tif 000018
【図２Ｂ】
2020508288.tif 000019
【図２Ｃ】
2020508288.tif 000020
【図３】
2020508288.tif 000021
【図４】
2020508288.tif 000022
【図５】
2020508288.tif 000023
【図６】
2020508288.tif 000024
【図７】
2020508288.tif 000025
【図８Ａ】
2020508288.tif 000026
【図８Ｂ】
2020508288.tif 000027
【図９】
2020508288.tif 000028
【図１０】
2020508288.tif 000029
【図１１】
2020508288.tif 000030
【図１２】
2020508288.tif 000031
【図１３】
2020508288.tif 000032
【図１４】
2020508288.tif 000033
【図１５】
2020508288.tif 000034
【図１６】
2020508288.tif 000035
【図１７】
2020508288.tif 000036
【図１８】
2020508288.tif 000037
【図１９】
2020508288.tif 000038
【図２０】
2020508288.tif 000039
【図２１】
2020508288.tif 000040
【図２２】
2020508288.tif 000041
【図２３】
2020508288.tif 000042
【図２４】
2020508288.tif 000043
【図２５】
2020508288.tif 000044
【図２６】
2020508288.tif 000045
【図２７】
2020508288.tif 000046
【図２８】
2020508288.tif 000047
【図２９】
2020508288.tif 000048
【図３０】
2020508288.tif 000049
【図３１】
2020508288.tif 000050
【図３２】
2020508288.tif 000051
【図３３】
2020508288.tif 000052
【図３４】
2020508288.tif 000053
【図３５】
2020508288.tif 000054
【図３６】
2020508288.tif 000055
【図３７】
2020508288.tif 000056
【図３８】
2020508288.tif 000057
【図３９】
2020508288.tif 000058
【図４０】
2020508288.tif 000059
【図４１】
2020508288.tif 000060
【図４２】
2020508288.tif 000061
【図４３】
2020508288.tif 000062
【図４４】
2020508288.tif 000063
【図４５】
2020508288.tif 000064
【図４６】
2020508288.tif 000065
【図４７】
2020508288.tif 000066
【国際調査報告】
2020508288.tif 000067