液体断熱膨張分子線法による水溶液及び混合溶媒中での分子の会合構造発生の起源

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03804031
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 西 信之 九州大学, 理学部, 教授 (60013538)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大橋 和彦 九州大学, 理学部, 助手 (80213825)
• Keywords: 水 / 分子線 / 分子会合 / 質量分析 / 水素結合 / 疎水性相互作用

Research Abstract

本研究補助金によって購入した高質量用リニアライザ-の使用によって、質量数800から1600における極めて高分解能を有する質量スペクトルの測定が可能になり、液体断熱膨張分子線法による溶液中での会合構造の研究に大きな進歩が見られた。特に、これまで困難であった違濃度の複数の溶質を含む系の研究が可能なったことにより次のような結果が得られた。
1.水溶液中で分子が会合しそれが長時間安定に存在するには、互いに類似の疎水性部分を有し、その接触面積が広く、且つ、その一端のみが強い水素結合で固定される必要がある。2.この水素結合は、溶質を包む水分子のネットワ-ク生成の起点となるもので、溶質分子が途中に親水基を有するとそこでこのネットワ-クが壊され会合体は不安定になる。3.即ち、会合体が安定に存在するのは、これを取り巻く水分子の強固なネットワ-クの発生による「かご効果」による会合体の保護機構が存在するためである。4.このかご効果は、疎水性相互作用の本質ともかかわっている。5.従って、水の中で溶質分子の会合体が安定に存在するためには、充分な量の水分子が存在し会合体を取り囲んで安定化させる必要があるが、水分子が不足すると会合構造は破壊され相分離が起こる。
以上の結果と関連するが、極めて興味深い事実として、水溶液中ではカルボン酸の2量体よりもアルコ-ルとカルボン酸の混合会合体の方がより安定であることがわかり、本手法が分子を識別した会合体の構造研究に対して大きな進歩をもたらすことが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 脇坂 昭彦,他: "Interaction of Hydrophobic Molecules with Water influenled by the Clustering Conditions of AcetomitrileーWater Mirtwes" Journal of Chemical Souety,Faraday Transaction. 88. (1992)
• [Publications] 梶本 興亜,他: "クラスタ-の化学" 培風館, 305 (1992)