特許 6241929 異種複合金属ナノ粒子の調製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6241929

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】異種複合金属ナノ粒子の調製方法

(51)【国際特許分類】

   B22F 1/00 20060101AFI20171127BHJP

【ＦＩ】

   B22F1/00 E

【請求項の数】3

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-248603(P2013-248603)

(22)【出願日】2013年11月29日

(65)【公開番号】特開2015-105420(P2015-105420A)

(43)【公開日】2015年6月8日

【審査請求日】2016年11月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000125370

【氏名又は名称】学校法人東京理科大学

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(72)【発明者】

【氏名】大塚 英典

(72)【発明者】

【氏名】松隈 大輔

【審査官】 坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０６５２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０７１１６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１８４５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８５２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５７６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８１１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６８９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８５１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１７０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８９６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１０７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３３５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１９８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４２８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０９６５６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０４１５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｆ １／００， １／０２， ９／２４

Ｂ０１Ｊ ２３／５０，２３／５６

Ｃ０８Ｆ ８／４０， ８／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

異種複合金属ナノ粒子の調製方法であって、
金属原子に配位結合する多座配位子を有する疎水部と親水部とを有する両親媒性高分子と、第１の金属のイオンとの、金属高分子錯体からなる、疎水部を内側とするミセルを形成する工程と、
前記ミセルの内部の前記第１の金属のイオンを還元し、前記第１の金属のナノ粒子を形成する工程と、
前記ミセルの内部に前記第１の金属とは異なる第２の金属のイオンを導入した後、該イオンを還元することによって、前記異種複合金属ナノ粒子を調製する工程と、を有し、
前記第１の金属及び前記第２の金属が、白金、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、ロジウム、コバルト、及び亜鉛からなる群から選択される元素である異種複合金属ナノ粒子の調製方法。

【請求項2】

前記第１の金属が白金又は金であり、前記第２の金属が銀である請求項１記載の異種複合金属ナノ粒子の調製方法。

【請求項3】

前記多座配位子がジピコリルアミンであり、前記両親媒性高分子の親水部がポリエチレングリコール鎖を含む請求項１又は２記載の異種複合金属ナノ粒子の調製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異種複合金属ナノ粒子の調製方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属ナノ粒子は、その限られた空間サイズや表面効果等により、バルク物質とは異なる光学的特性や触媒活性等を有することが知られている。そのため、金属ナノ粒子は電子工学、医療等の様々な分野に応用されている。従来より、この金属ナノ粒子の調製方法が広く研究されている。

【0003】

例えば、非特許文献１には、多座配位子を有する両親媒性高分子と、白金のイオンとの金属高分子錯体からなるミセルを形成することが開示されており、該ミセル内を反応場として白金イオンを還元することによって、白金ナノ粒子を合成したことが開示されている。さらに、非特許文献１には、白金ナノ粒子を含むミセル溶液に、白金イオン、還元剤をさらに加えて還元することによって、白金ナノ粒子の触媒活性が上昇したことが開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Ａｋａｎｅ Ｔａｋａｇｉ，ｅｔ ａｌ．， ＰＯＬＹＭＥＲ Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ， Ｊａｐａｎ ｖｏｌ.６２， Ｎｏ.１， ｐ．１６２７（２０１３）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、新規な異種複合金属ナノ粒子の調製方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、所定の金属を用い、ミセルの内部を反応場として金属ナノ粒子を調製することによって、異種複合金属ナノ粒子の調製が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

【0007】

（１）異種複合金属ナノ粒子の調製方法であって、
金属原子に配位結合する多座配位子を有する疎水部と親水部とを有する両親媒性高分子と、第１の金属のイオンとの、金属高分子錯体からなる、疎水部を内側とするミセルを形成する工程と、
前記ミセルの内部の前記第１の金属のイオンを還元し、前記第１の金属のナノ粒子を形成する工程と、
前記ミセルの内部に前記第１の金属とは異なる第２の金属のイオンを導入した後、該イオンを還元することによって、前記異種複合金属ナノ粒子を調製する工程と、を有し、
前記第１の金属及び前記第２の金属が、白金、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、ロジウム、コバルト、及び亜鉛からなる群から選択される元素である異種複合金属ナノ粒子の調製方法。

【0008】

（２）前記第１の金属が白金又は金であり、前記第２の金属が銀である（１）記載の異種複合金属ナノ粒子の調製方法。

【0009】

（３）前記多座配位子がジピコリルアミンであり、前記両親媒性高分子の親水部がポリエチレングリコール鎖を含む（１）又は（２）記載の異種複合金属ナノ粒子の調製方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、新規な異種複合金属ナノ粒子の調製方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施例に係る方法により調製されたミセルの内部の白金イオンを還元することによって生成された、白金ナノ粒子の写真を示す図である。

【図2】本発明の一実施例に係る方法により調製された、白金ナノ粒子を内部に有するミセルの内部に、銀イオンを導入した後のミセル溶液のＵＶスペクトルを示す図である。

【図3】本発明の一実施例に係る方法により調製された、白金ナノ粒子を内部に有するミセルの内部に、銀イオンを導入した後の異種複合金属ナノ粒子の写真を示す図である。

【図4】本発明の一実施例に係る方法により調製された、金イオンを内部に有するミセル溶液に、還元剤を添加した後のミセル溶液のＵＶスペクトルを示す図である。

【図5】本発明の一実施例に係る方法により調製された異種複合金属ナノ粒子の触媒活性を示す図である。

【図6】本発明の一実施例に係る方法により調製された白金ナノ粒子の触媒活性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

【0014】

＜異種複合金属ナノ粒子の調製方法＞
本発明の異種複合金属ナノ粒子の調製方法は、金属原子に配位結合する多座配位子を有する疎水部と親水部とを有する両親媒性高分子と、第１の金属のイオンとの、金属高分子錯体からなる、疎水部を内側とするミセルを形成する工程と、ミセルの内部の第１の金属のイオンを還元し、第１の金属のナノ粒子を形成する工程と、ミセルの内部に第１の金属とは異なる第２の金属のイオンを導入した後、該イオンを還元することによって、異種複合金属ナノ粒子を調製する工程と、を有する。当該調製方法によって、第１の金属及び第２の金属が、白金、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、ロジウム、コバルト、及び亜鉛からなる群から選択される元素である異種複合金属ナノ粒子を調製することができる。以下、本発明の異種複合金属ナノ粒子の調製方法の各工程について、詳細に説明する。

【0015】

［ミセル形成工程］
ミセル形成工程は、金属原子に配位結合する多座配位子を有する疎水部と親水部とを有する両親媒性高分子と、第１の金属のイオンとの、金属高分子錯体からなる、疎水部を内側とするミセルを形成する工程である。この工程では、上記両親媒性高分子中の多座配位子部位に第１の金属のイオンが捕捉され、金属高分子錯体を形成し、該金属高分子錯体からなるミセルを形成する。

【0016】

本発明に用いられる両親媒性高分子は、金属原子に配位結合する多座配位子を有する疎水部と親水部とを有するものである。より具体的には、両親媒性高分子は、少なくとも、金属原子に配位結合する多座配位子を有するモノマー（Ａ）と、親水性のモノマー（Ｂ）と、を用いて調製するものである。例えば、モノマー（Ａ）及びモノマー（Ｂ）が共重合するための重合性の官能基を有する場合、両親媒性高分子は、モノマー（Ａ）と、モノマー（Ｂ）とをブロック共重合させたものであってもよく、モノマー（Ａ）と、モノマー（Ｂ）と、その他のモノマーとをブロック共重合させたものであってもよい。また、両親媒性高分子は、モノマー（Ａ）が重合性の官能基を有していない場合であっても、モノマー（Ａ）に連鎖移動剤が導入されたマクロ連鎖移動剤を合成した後、該マクロ連鎖移動剤と、重合性の官能基を有するモノマー（Ｂ）とを共重合させることによっても調製でき、モノマー（Ｂ）が重合性の官能基を有していない場合であっても、モノマー（Ｂ）に連鎖移動剤が導入されたマクロ連鎖移動剤を合成した後、該マクロ連鎖移動剤と、モノマー（Ａ）とを共重合させることによっても調製できる。

【0017】

モノマー（Ａ）がその構造中に重合可能な官能基を有する場合、重合可能な官能基は、特に限定されず、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基等が挙げられる。モノマー（Ａ）は、これらの重合可能な官能基を介して後述のモノマー（Ｂ）と共重合してもよい。

【0018】

モノマー（Ａ）は、金属原子に配位結合する多座配位子を有する疎水性のモノマーである。配位子が多座配位子であると、キレート効果により安定な錯体を形成することができる。多座配位子は、特に限定されず、例えば、ジピコリルアミン（ＤＰＡ）、ビピリジン、シッフ塩基、フェナントロリン、オルトベンゾキノン誘導体、核酸塩基等の二座配位子、ターピリジン、ジエチレントリアミン、シッフ塩基、トリアザシクロアルカン、テトラキス（２’−アミノエチル）−１，２−ジアミノプロパン等の三座配位子、ポルフィリン及びその誘導体、フタロシアニン及びその誘導体、テトラアザシクロアルカン等の四座配位子、アミノアルキル・テトラアザシクロアルカン等が挙げられる。トリ（アミノアルキル）トリアザシクロアルカン、１，１４−ジアミノ−３，６，９，１２−テトラアザテトラデカン等の五座配位子、トリ（アミノアルキル）トリアザシクロアルカン、１，１４−ジアミノ−３，６，９，１２−テトラアザテトラデカン等の六座配位子が挙げられる。これらの中でも、ジピコリルアミン、ビピリジン、フェナントロリンが、後述するラジカルを放出する強度が高いという点で、好ましい。また、ジピコリルアミン、ビピリジン、フェナントロリンは、第１の金属のイオン（特に、白金イオン及び金イオン）と錯体を形成しやすい。

【0019】

モノマー（Ｂ）は、親水性のモノマーである。また、モノマー（Ｂ）が、その構造中に重合可能な官能基を有している場合、重合可能な官能基は、特に限定されず、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基等が挙げられる。モノマー（Ｂ）は、このような重合性基を介してモノマー（Ａ）と重合してもよい。

【0020】

モノマー（Ｂ）は、具体的には、（メタ）アクリル酸、アミノスチレン、ヒドロキシスチレン、酢酸ビニル、グリシジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、（アルキル）アミノアルキル（メタ）アクリレート、アルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリアルキレンオキシド変性（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド類、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン等のＮ−ビニルラクタム類、Ｎ−ビニルホルムアミド等のＮ−ビニルアミド類、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル等のポリエチレングリコールモノアルキルエーテル等が挙げられる。なお、モノマー（Ｂ）が、メタクリル酸（ＭＡＡ）、末端にメトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、アジ基、又はプロパギル基を有するポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン（ＮＶＰ）、及びＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ）からなる群より選択される少なくとも１種であると、両親媒性高分子は、極性溶媒中、特に水を含む溶媒中においてより優れた分散性を示す。

【0021】

両親媒性高分子は、モノマー（Ａ）及びモノマー（Ｂ）以外に、その他のモノマーを有していてもよい。その他のモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリルアミド、メチロール（メタ）アクリルアミド、メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、プロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、ブトキシメトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、クロトン酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルフタレート、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらのモノマーを、単独で有していても、２種以上を組み合わせて有していてもよい。

【0022】

上記モノマー（Ａ）と、上記モノマー（Ｂ）と、を少なくとも用いて調製した両親媒性高分子によれば、多量の金属原子が安定に配位した金属高分子錯体を形成することができる。

【0023】

両親媒性高分子の質量平均分子量（ポリスチレンを標準物質としたＧＰＣによる測定）は、５，０００〜５，０００，０００であることが好ましく、１０，０００〜１，０００，０００であることがより好ましい。上記範囲であれば、優れた分散性を示すことができる。

【0024】

両親媒性高分子におけるモノマー（Ａ）の占める割合は、特に限定されないが、好ましくは１０〜９０ｍｏｌ％であり、より好ましくは２０〜６０ｍｏｌ％である。上記範囲であれば、十分な量の金属原子を配位させることができる。また、両親媒性高分子におけるモノマー（Ｂ）の占める割合は、特に限定されないが、好ましくは１０〜９０ｍｏｌ％であり、より好ましくは２０〜６０ｍｏｌ％である。

【0025】

両親媒性高分子におけるモノマー（Ａ）と、モノマー（Ｂ）とのモル比は、特に限定されないが、好ましくは１：９９〜９９：１、より好ましくは１０：９０〜９０：１０である。モノマー（Ａ）の比率が高いと、非極性溶媒中において優れた分散性を示し、モノマー（Ｂ）の比率が高いと、水等の極性溶媒中において優れた分散性を示す。両親媒性高分子におけるモノマー（Ａ）／モノマー（Ｂ）とのモル比は、金属イオン含有溶液の種類によって、調整するとよい。

【0026】

両親媒性高分子の重合方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができるが、付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）重合、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）等のリビングラジカル重合法が好ましい。リビングラジカル重合法によれば、合成する両親媒性高分子の分子量や分子量分布を制御することができる。以下に、両親媒性高分子の合成方法を例示する。

【0027】

まず、ＲＡＦＴによる場合について説明する。モノマー（Ｂ）と、連鎖移動剤と、重合開始剤とを所定の溶媒に溶解し、溶存酸素を含む反応容器中の酸素を完全に除いた後、重合開始剤が開裂する温度以上であって、かつ、１００℃以下の温度で２４〜４８時間加熱することにより、モノマー（Ｂ）が重合したポリマー（以下、Ｂブロックと称する）の末端に連鎖移動剤が導入されたマクロ連鎖移動剤を合成する。次に、このマクロ連鎖移動剤と、モノマー（Ａ）とを所定の溶媒に溶解し、重合開始剤が開裂する温度以上であって、かつ、１００℃以下の温度で２４〜３００時間加熱することにより、Ｂブロックと、モノマー（Ａ）が重合したポリマー（以下、Ａブロックと称する）とが直列に結合した両親媒性高分子を合成することができる。なお、モノマー（Ｂ）が、例えば、ポリアルキレンオキシド鎖を有するモノマーの場合には、モノマー（Ｂ）に連鎖移動剤が導入されたマクロ連鎖移動剤を合成した後、このマクロ連鎖移動剤と、モノマー（Ａ）とを所定の溶媒に溶解し、上記と同様に加熱することにより、モノマー（Ｂ）と、モノマー（Ａ）が重合したポリマー（以下、Ａブロックと称する）とが直列に結合した両親媒性高分子を合成することができる。

【0028】

ＲＡＦＴに用いられる連鎖移動剤は、特に限定されず、例えば、ブチルベンジルトリチオカルボナート、クミルジチオベンゾエート（ＣＤＢ）、４−シアノペンタン酸ジチオベンゾエート、酢酸ジチオベンゾエート、ブタン酸ジチオベンゾエート、４−トルイル酸ジチオベンゾエート等が挙げられる。

【0029】

重合開始剤は、特に限定されず、例えば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシジイソブチレート、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等を用いることができる。重合開始剤の好適な使用量は、モノマーに対して、０．００１〜１質量％、連鎖移動剤に対して、１〜３３質量％である。

【0030】

次に、ＡＴＲＰによる場合について説明する。まず、モノマー（Ｂ）と、ハロゲン化アルキル剤と、触媒とを所定の溶媒に溶解し、反応させることにより、Ｂブロックの末端にハロゲン化アルキル剤が導入されたマクロハロゲン化アルキル剤を合成する。次に、このマクロハロゲン化アルキル開始剤と、モノマー（Ａ）とを所定の溶媒に溶解し、さらに、触媒を加え、室温以上であって、かつ、１００℃以下の温度で６〜５０時間加熱することにより、Ｂブロックと、Ａブロックとが直列に結合した、本発明で用いられる両親媒性高分子（ブロック両親媒性高分子）を合成することができる。

【0031】

ＡＴＲＰに用いられるハロゲン化アルキル開始剤は、特に限定されず、例えば、２−ブロモイソブチリルブロミド、２−クロロイソブチリルクロリド、ブロモアセチルブロミド、ブロモアセチクロリド、ベンジルブロミド等が挙げられる。

【0032】

触媒としては、例えば、１価の銅、２価のルテニウム等の遷移金属錯体を用いることができる。

【0033】

なお、重合反応に用いる溶媒は、特に限定されず、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ｔ−ブタノール、ベンゼン、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、クロロホルム、１，４−ジオキサン、ジメチルスルホキシド、これらの混合液等が挙げられる。

【0034】

両親媒性高分子におけるモノマー（Ａ）／モノマー（Ｂ）のモル比と、金属イオン含有溶液の種類を適宜選ぶことによって、両親媒性高分子は金属イオン含有溶液中でミセルを形成し、よく分散するようになる。

【0035】

本発明の金属高分子錯体は、例えば、本発明の金属高分子錯体を所定の溶媒に溶解し、透析膜を用いて透析することにより、ミセル化することができる。所定の溶媒は、疎水部を内側とするミセルを形成するように選択する。このような所定の溶媒としては、特に限定されないが、例えば、エタノール、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の有機溶媒が好適である。透析膜としては、分画分子量５，０００〜３０，０００の再生セルロース製膜を用いることが好ましい。なお、均一な粒子径のミセル（単分散なミセル）を得るために、上記透析後にフィルター等でろ過することが好ましい。

【0036】

［第１の金属のナノ粒子形成工程］
第１の金属のナノ粒子形成工程は、ミセルの内部の第１の金属のイオンを還元し、第１の金属のナノ粒子を形成する工程である。

【0037】

ミセルの内部で第１の金属のイオンを還元するので、金属イオンの安定で選択的な取込みと、還元反応の分離が可能であり、結果としてナノ粒子の粒径がより均一に近い大きさとなる。

【0038】

ミセルの内部の第１の金属のイオンの還元は、特に限定されないが、例えば、ミセルに還元剤を加えることによって行う。還元剤は、特に限定されないが、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化アルミニウムリチウム、シュウ酸、ギ酸、ヒドラジン等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、水素化ホウ素ナトリウムである。還元剤の添加量は、特に限定されないが、適切なナノ粒子を作成するために、適宜選択することができる。

【0039】

［異種複合金属ナノ粒子の調製工程］
異種複合金属ナノ粒子の調製工程は、ミセルの内部に第１の金属とは異なる第２の金属のイオンを導入した後、該イオンを還元することによって、異種複合金属ナノ粒子を調製する工程である。第２の金属のイオンの還元は、ミセルの内部に第２の金属のイオンを導入することによって、還元剤を添加せずとも生ずる。これによって、異種複合金属ナノ粒子を調製することができる。以下に、還元剤を加えずとも第２の金属のイオンが還元される作用について、説明する。

【0040】

金属高分子錯体からなるミセルの内部において、金属原子に配位結合する多座配位子、あるいは、ミセル内の溶媒からラジカルが発生していると考えられる。さらに、第１の金属のナノ粒子は、ラジカルスカベンジャーとしての能力を有していると考えられる。これらにより、第１の金属のナノ粒子がその発生したラジカルをスカベンジし、第１の金属のナノ粒子上に局所的にラジカルが集積されることにより、ミセル内に導入された第２の金属のイオンの還元が起こると推測される。このように、第２の金属のイオンの還元は、ミセル内で自発的に行われるので、還元剤を要しない。第２の金属のイオンの還元により、異種複合金属ナノ粒子が調製される。このようにして調製された異種複合金属ナノ粒子は、触媒活性に優れる。その理由は、調製された異種複合金属ナノ粒子が、コア／シェル構造又は合金構造となり、第１の金属と第２との金属との間で何らかの相互作用が生じているからであると考えられる。

【0041】

第２の金属の還元の際の温度は、特に限定されないが、より還元後の異種複合金属ナノ粒子の活性がより高くなるという点で、３０℃以上が好ましく、５０℃以上がより好ましい。

【0042】

本発明の第１の金属及び第２の金属は、白金、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、ロジウム、コバルト、及び亜鉛からなる群から選択される元素であれば、特に限定されない。上述のとおり、これらの金属のナノ粒子は、ラジカルスカベンジャーとしての能力を備えているからであると考えられるので、これらの金属が第１の金属として作用すると推察される。これらのうち、第１の金属としては、好ましくは、白金又は金であり、最も好ましくは白金である。また、上記のとおり、ＤＰＡ（ジピコリルアミン）をはじめとする多座配位子から発生するラジカル発生種と第１の金属ナノ粒子とで形成される自動還元環境において第２の金属イオンの還元を生じるため、異種複合金属ナノ粒子が形成する。第２の金属としては、好ましくは、銀、パラジウム又はロジウムであり、最も好ましくは銀である。また、第１の金属と第２の金属とは異なる。

【0043】

＜異種複合金属ナノ粒子＞
本発明は、白金、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、ロジウム、コバルト、及び亜鉛からなる群から選択される２種の金属からなる異種複合金属ナノ粒子を包含する。

【0044】

本発明の異種複合金属ナノ粒子は、触媒活性に優れる。その理由は、第１の金属と第２の金属との間で何らかの相互作用が生じているからであると推測される。

【実施例】

【0045】

以下、実施例等に基づき本発明を詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例等になんら限定されるものではない

【0046】

＜モノマー（Ａ）の合成＞
［多座配位子としてジピコリルアミン（ＤＰＡ）を有するモノマー（Ａ）の合成］
常温、アルゴン雰囲気下で、２−（クロロメチル）ピリジン塩酸塩（１０．０ｇ，６１．０ｍｍｏｌ，３−アミノ−１−プロパノールに対して２．９０当量）、ＴＢＡＢ（テトラブチルアンモニウムブロマイド）（３２２ｍｇ，１ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（２８．１ｇ，２０３ｍｍｏｌ，３−アミノ−１−プロパノールに対して９．６７当量）を脱水アセトニトリルに溶解させた。その後、９５℃、還流下で３−アミノ−１−プロパノール（１．６ｍＬ，２１．０ｍｍｏｌ）を添加し、４日間攪拌を行った。攪拌後、ＴＬＣプレート（展開溶媒:酢酸エチル／メタノール＝９／１）で反応進行を確認し、セライトろ過した。濃縮した後、カラムクロマトグラフィーによる分離精製（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／９）を行った。得られた生成物が式（１）で表される化合物（ＤＰＡ−ＯＨ）であることを、^１Ｈ−ＮＭＲによる構造解析より確認した（４．６７ｇ、収率：８９．３％）。

【0047】

常温、アルゴン雰囲気下で、式（１）で表される化合物（２．７０ｇ，１０．５ｍｍｏｌ）を脱水ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）５ｍＬに溶解させ、ＴＥＡ（トリエチルアミン）（２．０ｍＬ，１４．３ｍｍｏｌ，式（１）で表される化合物に対して１．３７当量）を加えた。その後、氷浴下で塩化アクリル（１．１ｍＬ，１３．５ｍｍｏｌ，式（１）で表される化合物に対して１．２８当量）を滴下し、1日間攪拌した。攪拌後、セライトろ過、濃縮し、ジエチルエーテルに溶解させ、セライトろ過した。その後、溶液を濃縮し、酢酸エチルに溶解させ、炭酸水素ナトリウムと食塩水で洗浄を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムで脱水し、濃縮した後、カラムによる分離精製（展開溶媒：酢酸エチル／メタノール＝９／１）を行った。得られた生成物が式（２）で表されるＤＰＡモノマーであることを^１Ｈ−ＮＭＲによる構造解析より確認した（１．５２ｇ，収率：４６．５％）。反応スキームを以下に示す。

【0048】

【化1】

【0049】

＜モノマー（Ｂ）−マクロ−ＲＡＦＴ剤の合成＞
［ＲＡＦＴ剤の合成］
常温、アルゴン雰囲気下で１−ブタンチオール（６．０ｍＬ，５５．９ｍｍｏｌ，式（３）で表される化合物に対して１．２０当量）を脱水ＴＨＦで溶解させた。その後、ＤＢＵ（ジアザビシクロウンデセン）（８．３ｍＬ，５５．５ｍｍｏｌ，式（３）で表される化合物に対して１．１９当量）を添加し、氷浴下で二硫化炭素（３．３ｍＬ，５５．８ｍｍｏｌ，式（３）で表される化合物に対して１．２０当量）を滴下し、室温で３０分攪拌した。その後、脱水ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶解させた４−ブロモ安息香酸（式（３））（１０．０ｇ，４６．５ｍｍｏｌ）を滴下し、一晩攪拌した。攪拌後、セライトろ過し、濃縮し、ＩＰＥ（イソプロピルエーテル）に溶解させ、１Ｎ塩酸により洗浄を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムで脱水後、凍結乾燥させた。得られた生成物が式（４）で表されるＲＡＦＴ剤（ＣＴＡ）であることを、^１Ｈ−ＮＭＲによる構造解析により確認した（９．２３ｇ，収率：６６．１％）。反応スキームを以下に示す。

【0050】

【化2】

【0051】

［ＰＥＧ−マクロ−ＲＡＦＴ剤の合成］
常温、アルゴン雰囲気下でポリ（エチレングリコール）メチルエーテル（式（５））（１０．０ｇ，２．００ｍｍｏｌ）を脱水ＴＨＦに溶解させた。その後、ＴＥＡ（０．９ｍＬ，６．４６ｍｍｏｌ，式（５）で表される化合物に対して３．２３当量）を添加し、氷浴下でメタンスルホニルクロリド（０．５ｍＬ，６．４５ｍｍｏｌ，式（５）で表される化合物に対して３．２３当量）を滴下し、３時間攪拌した。攪拌後、セライトろ過、濃縮し、ＩＰＥ（イソプロピルエーテル）により再沈殿を行い、凍結乾燥させた。得られた生成物が式（６）で表されるＰＥＧ−ＯＭｓであることを、^１Ｈ−ＮＭＲによる構造解析により確認した（１０．４ｇ，収率：９９．９％）。

【0052】

式（６）で表されるＰＥＧ−ＯＭｓ（５．００ｇ，０．９９ｍｍｏｌ）をアンモニウム溶液１００ｍＬに溶解させ、３日間常温で攪拌した。攪拌後、濃縮し、ＩＰＥによる再沈殿を行い、凍結乾燥させた。得られた生成物が式（７）で表されるＰＥＧ−ＮＨ_２であることを、^１Ｈ−ＮＭＲによる構造解析により確認した（４．８８ｇ，収率：９９．９％）。反応スキームを以下に示す。

【0053】

【化3】

【0054】

常温、アルゴン雰囲気下で、式（４）で表されるＲＡＦＴ剤（１．４９６ｇ，４．９８ｍｍｏｌ，式（７）で表される化合物に対して４．７３当量）をトルエン約１００ｍＬに溶解させ、ＤＣＣ（ジシクロヘキシルカルボジイミド）（１．０４２ｇ，５．０５ｍｍｏｌ，式（７）で表される化合物に対して４．８０当量）を加え、１０分間攪拌した。攪拌後、ＰＥＧ−ＮＨ_２（式（７））（４．８８ｇ，１．０５ｍｍｏｌ）とＤＭＡＰ（ジメチルアミノピリジン）（０．０１７ｇ，０．１１５ｍｍｏｌ，式（７）で表される化合物に対して１０．９ｍｏｌ％）を加え、９０℃、還流下で２日間攪拌した。その後、セライトろ過、濃縮し、ＩＰＥによる再沈殿を行い、凍結乾燥させた。得られた生成物が式（８）で表されるＰＥＧ−マクロ−ＲＡＦＴ剤であることを^１Ｈ−ＮＭＲによる構造解析より確認した（４．２０ｇ，収率：８１．１％）。反応スキームを以下に示す。

【0055】

【化4】

【0056】

＜両親媒性高分子の合成＞
［ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡの合成］
式（２）で表されるＤＰＡモノマー（３０２６ｍｇ，９．７２ｍｍｏｌ，式（８）で表される化合物に対して１００当量）、式（８）で表されるＰＥＧ−マクロ−ＲＡＦＴ剤（４７８．６ｍｇ，０．０９７２ｍｍｏｌ）、ＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）（４．７９ｍｇ，０．０２９２ｍｍｏｌ，式（８）で表される化合物に対して０．３当量）をＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）９．７２ｍＬ（モノマー濃度１Ｍ）に溶解させた。凍結脱気、アルゴン置換を行い、７０℃において３４８時間攪拌した。反応後、ジエチルエーテルで再沈殿を行い、凍結乾燥により生成物を得た。^１Ｈ−ＮＭＲによる構造解析より、ＤＰＡモノマーのユニットが５６個連なったＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ_５６（式（９））の合成を確認した（２．１２ｇ，収率：６０．５％）。反応スキームを以下に示す。

【0057】

【化5】

【0058】

ＤＰＡ−ＯＨ−Ｐｔのスペクトルを確認したところ、０．５当量のスペクトルにおいて、ＤＰＡ由来のピークとＤＰＡ−Ｐｔ由来のピークが観察できた。また、１．０当量のスペクトルはＤＰＡ由来のピークが観察されず、ＤＰＡ−Ｐｔ由来のピークが観察された。２．０当量のスペクトルもＤＰＡ−Ｐｔ由来のピークが観察された。ピリジン環のアミンにＰｔが配位することによりピリジン環の電子状態が変化し、プロトンピークが低磁場側にシフトしたと考えられる。このピークシフトによりＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−ＰｔのＰｔ錯体化率を決定できることを確認した。

【0059】

＜ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔの合成＞
式（９）で表されるＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ（４８．８５ｍｇ，２．１８μｍｏｌ）をメタノール５ｍＬに溶解させた溶液にＰｔ（ＤＭＳＯ）_２Ｃｌ_２（６９．０８ｍｇ，０．１６４ｍｍｏｌ，ＤＰＡユニットに対して１．３３７当量）をメタノール５ｍＬに溶解させた溶液を滴下し、１日間攪拌した。その後、透析（ＭＷＣＯ：３５００）による精製を行い、凍結乾燥を行った。得られた生成物が式（１０）で表されるＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔであることを、^１Ｈ−ＮＭＲのピークシフトより確認した（８２．９ｍｇ，収率：９２．９％）。ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡの白金錯体化は、ＤＰＡのピリジン環のアミンにＰｔが配位したことによるピリジン環の電子状態の変化を表した^１Ｈ−ＮＭＲの低磁場側への定量的なピークシフトにより確認した。反応スキームを以下に示す。

【0060】

【化6】

【0061】

＜ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡのミセル化＞
ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ（式（９））５０ｍｇをジメチルスルホキシド５ｍＬに溶解し、透析膜（ＭＷＣＯ：３５００）を用いて、Ｍｉｌｌｉ−Ｑ水に対する透析を行った。３日後、回収した溶液を１ｍｇ／ｍＬに調整し、これを母液とした。母液から１、０．５、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００１、０．０００１、０．００００１ｍｇ／ｍＬの各濃度の溶液４ｍＬを調製し、３日間静置した。

【0062】

＜ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔのミセル化＞
ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ（式（１０））５０ｍｇをジメチルスルホキシド５ｍｌに溶解し、透析膜（ＭＷＣＯ：３５００）を用いて、ＰＢＳに対する透析を行った。３日後、回収した溶液を１ｍｇ／ｍＬに調整し、これを母液とした。母液から１、０．５、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００１、０．０００１、０．００００１ｍｇ／ｍＬの各濃度の溶液４ｍＬを調製し、３日間静置した。

【0063】

＜ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔの物性評価＞
［臨界ミセル濃度の評価］
上記にて得られたＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ（式（９））、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ（式（１０））のミセル溶液を用いて、ピレンの蛍光プローブ法により、それぞれの臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）を求めたところ、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡのｃｍｃは０．０２５９７ｍｇ／ｍＬと算出された。また、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔのｃｍｃは０．２２７７ｍｇ／ｍＬと算出された。ＰＢＳ中においてＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔの会合挙動が観察されたので、電荷的反発をイオン添加により緩和し会合体を形成したと考えられる。しかし、錯体化していないＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡと比較したところ、錯体化後のＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔのｃｍｃがおよそ１０倍であることが確認された。これは、Ｐｔ錯体化による親疎水バランスの変化によるものであると考えられ、電荷的反発のみが会合挙動に影響を及ぼしているわけではないと考えられる。

【0064】

［ダイナミック光散乱光度計による評価］
上記にて得られたＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡの母液（１．０ｍｇ／ｍＬ）を３ｍＬとり、０．２２μｍフィルターでろ過後、ダイナミック光散乱光度計（ＤＬＳ（Ｄｉｎａｍｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔａｒｉｎｇ）−７０００（大塚電子（下部）、大阪、日本））を用いて、Ａｒレーザー（４８８ｎｍ）により、測定を行った。また、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔについても同様の操作を行った。その結果、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔにおけるそれぞれのミセルの粒径は８０．８ｎｍ、８７．１ｎｍであることが確認された。また、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔにおけるミセルの多分散指数（Ｐ．Ｄ．）は、それぞれ０．０６９３６、０．０８４８８であり、いずれもミセルの多分散指数が０．１を下回る値を示していた。これにより、それぞれのミセルが非常に単分散であることが確認された。

【0065】

＜Ｐｔナノ粒子の作製＞
上記にて得られたＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔミセル溶液（２ｍｇ／ｍＬ）を、１５０ｍＭ ＰＢＳを用いて希釈し、ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ（０．３５３３ｍｇ／ｍＬ）ミセル溶液６ｍＬを調製した。調製したミセル溶液にＮａＢＨ_４（１２．７１ｍｇ，ＤＰＡユニットに対して１００当量）を直接加え、室温で１日間攪拌した。

【0066】

ミセル溶液は還元剤を加えて１時間以内に黄色から茶色に変色した。還元剤の添加量の増加に伴い、溶液はよりこい茶色を呈し、Ｐｔイオンの還元が示唆された。所定時間経過後も溶液は茶色の分散溶液であったことから、ミセルコア部でＰｔ粒子が生成し、ブロック両親媒性高分子が分散剤としての役割を果たしていると考えられる。

【0067】

［ダイナミック光散乱光度計による評価］
上記ＮａＢＨ_４の添加後の１日間の攪拌後、ＤＬＳ測定とＴＥＭ観察を行った。ＤＬＳ測定によると、ミセルの粒径は８７．７ｎｍ、多分散指数（Ｐ．Ｄ．）は０．１１４４であった。還元前のミセル溶液は、粒径８７．１ｎｍ、多分散指数（Ｐ．Ｄ．）は０．０８４８８であった。このように、ミセルの粒径、多分散指数に大きな変化はみられなかった。これは、還元前後においてミセルが単分散性を維持していることを示しており、ミセルが崩壊することなくコアを反応場として還元が起きたことを示唆している。

【0068】

［ＴＥＭ観察］
攪拌後のミセルにおいて、ＴＥＭ観察を行ったところ、３７．５−５０ｎｍのぼんやりとした黒い塊内に１−２ｎｍの黒点が観察された。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）は試料を透過した電子の密度により画像のコントラストを得るため、画像のコントラストが濃い場所は電子線が透過しにくい金属、薄い場所は電子線が透過しやすい有機物が観察される。すなわち、ＴＥＭにより観察された黒点はＰｔナノ粒子であると考えられる。

【0069】

この結果より、ミセル溶液においてＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ会合体が一定の形状を保っていることや、１−２ｎｍと非常にサイズ均一なＰｔナノ粒子が観察され、ミセルの形状を保ったままコア部にてＰｔナノ粒子が生成したことが考えられる。このミセルについて、ＳＴＥＭを用いて観察した画像を図１に示す。図１から、６６ｎｍのミセル内に１−２ｎｍのＰｔナノ粒子が生成していることが確認された。

【0070】

以上の結果より、ＮａＢＨ_４のＤＰＡユニットに対して１００当量加えることで、Ｐｔナノ粒子が合成されることが確認された。なお、以下、還元剤の添加による１回目の還元後のＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔを「１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ」と呼称する。

【0071】

＜Ｐｔナノ粒子の触媒活性評価＞
１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ溶液（０．７３７７ｍｇ／ｍＬ）０．５６７７ｍＬ、４−ニトロフェノール水溶液（２ｍＭ）０．０３７ｍＬ、Ｍｉｌｌｉ−Ｑ１．３２１ｍＬを加えて溶液を調製し、全量を１．９２６ｍＬにした。２９．７ｍＭに調製したＮａＢＨ_４水溶液０．０７４ｍＬを素早く加え、よく振り混ぜた後、直ちにＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定を開始した。その結果、４−ニトロフェノールの吸収波長である４００ｎｍにおけるピークの減少が確認された。これは、４−ニトロフェノールが４−アミノフェノールに変化したためであると考えられる。４−ニトロフェノールは触媒存在下においてのみ４−アミノフェノールに変化するため、１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔが触媒としてこの反応の進行に貢献したことが示唆された。

【0072】

＜異種複合金属ナノ粒子の調製＞
下記表１に示すとおりの組成で、実施例１、２の溶液を光学セルに調製し、各温度において静置した。一定時間ごとにＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定を行い、反応終了を確認後、ＤＬＳ測定、ＴＥＭ観察を行った。

【0073】

【表1】

【0074】

［ＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定］
実施例１、２の溶液において、時間経過とともに金属ナノ粒子の表面プラズモン共鳴に由来するピークが観察された。しかし、１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ由来のベースライン上昇が観察されており、金属ナノ粒子由来のピークトップ波長の観察が困難なため、ブランクを１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔにし、各溶液についてＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定を行った。その結果を図２に示す。図２より、各溶液のピークトップ波長が、実施例１：４０８ｎｍ、実施例２：４１０ｎｍであることが確認された。ピークトップ波長からも、Ａｇイオンが還元されて、Ａｇナノ粒子が生成していることが確認された。このように、Ａｇイオンの還元が起こった理由は、Ｐｔナノ粒子がラジカル移動の触媒になっているからであると考えられる。一般的に、Ｐｔナノ粒子がラジカルスカベンジャーとしての能力を有しており、安定ラジカルとして有名な２，２−ジフェニル−１−ピクリルヒドラジル（ＤＰＰＨ）のラジカルをスカベンジすることが知られている。つまり、ＤＰＡから発生したラジカル、又は溶媒から発生したラジカルをＰｔナノ粒子がスカベンジし、Ｐｔナノ粒子上に局所的にラジカルが集積されることにより、Ａｇイオンの還元が起こったのではないかと考えられる。

【0075】

反応条件ごとに、各溶液の比較を行った。まず、３０℃（実施例１）と５０℃（実施例２）の比較を行った。その結果、５０℃の方が金属イオンの還元スピードが速いことが確認された。これは、熱を加えたことによりＤＰＡの活性化エネルギーが減少し、金属イオンの還元が促進されたからであると考えられる。また、熱を加えたことにより会合数が上昇し、ミセル反応場のＤＰＡ濃度が上昇し、還元されやすくなったとも考えられる。

【0076】

［ダイナミック光散乱光度計による評価］
ＤＬＳによる測定結果を、表２に示す。いずれの溶液においても金属イオン添加前と還元後では、ミセルの粒径、多分散指数には大きな変化はみられなかった。これは、還元前後においてミセルが単分散性を維持していることを示しており、ミセルが崩壊することなくコアを反応場として還元が起きたことを示唆している。

【0077】

【表2】

【0078】

［ＴＥＭ観察］
各ミセルのＴＥＭ観察結果を図３に示す。図３において、実施例１、２では４０ｎｍのＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔミセルと１−２ｎｍの黒点が観察された。この１−２ｎｍの黒点が、Ｐｔナノ粒子とＡｇナノ粒子の複合金属であると考えられる。

【0079】

＜ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡを用いた金属ナノ粒子の作製＞
下記表３に示す組成のとおりに、試験例１の溶液を光学セルに調製し、各温度において静置した。一定時間ごとにＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定を行った。

【0080】

【表3】

【0081】

試験例１のＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定結果を図４に示す。図４より、Ａｕイオン添加系（試験例１）において、金属ナノ粒子のプラズモン共鳴に由来するピークが観察された。これは、ＤＰＡの３級アミンから発生するラジカルによりＡｕイオンが還元されＡｕナノ粒子が生成したものと考えられる。

【0082】

＜異種複合金属ナノ粒子の触媒活性評価＞
４−ニトロフェノール水溶液（２ｍＭ）０．０３７ｍＬ、実施例１、２の溶液（いずれも０．５ｍｇ／ｍＬ）０．８３８ｍＬ、Ｍｉｌｌｉ−Ｑ１．０５１ｍＬを光学セルに添加し、全量を１．９２６ｍＬにした。２９．７ｍＭに調整したＮａＢＨ_４水溶液０．０７４ｍＬを素早く加え、よく振り混ぜた後、直ちにＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定を開始した。

【0083】

［触媒活性評価］
ＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定結果に基づき、λ＝４００ｎｍにおける吸光度の時間依存的変化を対数で表したグラフを図５に示す。図５から反応速度定数ｋを算出した。ｋは以下の式を用いて算出し、その結果を表４に示す。

【0084】

【数1】

【0085】

【表4】

【0086】

表４より、実施例１、２においては、１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔと比較すると反応速度定数が５００倍と飛躍的に向上した。このように、実施例１、２は、１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔと比較して、触媒活性が極めて優れていることが確認された。また、実施例１（３０℃還元）と、実施例２（５０℃還元）を比較すると、実施例２の方が、触媒活性が若干高かった。これは、ｒｉｇｉｄな相構造を有する金属結晶の形成のためであると考えられる。

【0087】

＜２回還元によるＰｔナノ粒子の作製及び触媒活性評価＞
ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔミセル溶液（１ｍｇ／ｍＬ）６ｍＬにＮａＢＨ_４３６．００ｍｇ（Ｐｔに対して１００当量）を加え１日攪拌した後、ＰＢＳに対して１日透析を行った（１回還元）。透析後の溶液に対し、再度ＮａＢＨ_４３３ｍｇ（Ｐｔに対して１００当量）を加え１日攪拌した後、１日ＰＢＳに対して透析を行っている（２回還元）。１回還元、２回還元のそれぞれの溶液を用いて、４−ニトロフェノールによる触媒活性評価を行った。以下の表５に示すとおりの組成の溶液を調製し（比較例１、比較例２）、時間依存的なＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定結果より評価を行った。

【0088】

【表5】

【0089】

比較例１、２のそれぞれのサンプルの４００ｎｍにおけるピーク変化を図６に示す。図６に示すように、２回還元することによって、作製されたＰｔナノ粒子の触媒活性は、１回目のみ還元されたものより若干触媒活性が高いが、大きな差は確認されなかった。

【0090】

上記に示したとおり、実施例１、２（Ｐｔ／Ａｇナノ粒子）は、１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ（Ｐｔナノ粒子）と比較して、触媒活性が極めて優れていることが確認された。また、Ｐｔナノ粒子を、還元剤を利用して２回還元して作製したＰｔナノ粒子（比較例２）も、１回還元したもの（比較例１、すなわち１^ｓｔｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥＧ−ｂ−ＤＰＡ−Ｐｔ）と触媒活性において大きな差がみられなかったことから、実施例１、２（Ｐｔ／Ａｇナノ粒子）は、２回還元して作製したＰｔナノ粒子（比較例２）と比較しても、極めて優れた触媒活性を有していることが示された。ここで、Ｐｔナノ粒子は、Ａｇナノ粒子よりも、触媒活性が極めて高いことが、従来から知られている（Ｋｕｎｉｏ Ｅｓｕｍｉ，ｅｔ ａｌ．， Ｌａｎｇｍｕｉｒ， ｖｏｌ．２０， Ｎｏ．１，ｐ２３７−２４３（２００４）を参照）。そうすると、Ｐｔナノ粒子とＡｇナノ粒子との触媒活性を併せても、Ｐｔナノ粒子のみのものの触媒活性とほとんど変わらないはずである。にもかかわらず、上記のとおり、実施例１、２（Ｐｔ／Ａｇナノ粒子）は、Ｐｔナノ粒子と比較して、極めて高い活性を有する。これは、上記方法により調製したＰｔ／Ａｇナノ粒子が、コア／シェル構造をとるか、あるいは、ＰｔとＡｇとからなる合金構造をとり、Ｐｔ／Ａｇ間で何らかの相互作用が働き、結果として極めて高い触媒活性を示しているからであると考えられる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】