イオン周囲のミクロ環境制御による高機能イオン会合試薬の設計・合成と分析化学的応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440220
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 本水 昌二 岡山大学, 理学部, 教授 (50032826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高柳 俊夫 岡山大学, 大学院・自然科学研究所, 助手 (50263554) ; 大島 光子 岡山大学, 理学部, 助教授 (80108117)
• Keywords: イオン会合 / ソルバトクロミズム / アゾ系陰イオン試薬 / ストークス半径 / イオン周囲ミクロ環境 / イオン移動度 / イオン会合定数 / イオン会合論

Research Abstract

水溶液内の疎水構造型イオン会合の普遍的重要性に着目し,イオンの周りのミクロ環境及び水構造制御による高機能発現を活用した高機能イオン会合試薬の設計と合成を行い,合成試薬を用いる新しい分離法,分析法を開発することを目的に研究を進めた。更に,研究者の提唱した新イオン会合論の実証的研究を進めた。
1.イオンの周りのミクロ環境を制御した新規イオン会合試薬の合成:イオン会合性,ソルバトクロミズム発現,水への溶解性,イオン会合体の疎水性場への親和性等の分離・分析上重要な機能を備えた試薬として,4-(N',N'-ジアルキルアミノメチルフェニルアゾ)-N,N-ジアルキルアミノベンゼンの誘導体を合成した。アルキル基のメチレン基数を増すにつれて,プロトン付加体と有機陰イオンLS^-との反応性は増大し,新イオン会合論からの予測と一致した。また,アルキル基が長くなるにつれて,イオン会合体のアゾ基の周りのミクロ環境が親水性から疎水性に変わり,ソルバトクロミズムが発現し,アゾ化合物の吸収が短波長シフトした。イオン会合体の疎水性場への分配特性も大幅に向上し,分離・分析試薬としての有用性が実証された。
2.イオンの周りのミクロ環境と水構造の相関研究:キャピラリー電気泳動法によるイオンの移動度測定の結果から,各種の無機・有機イオンのストークス半径を求め,イオン周囲の水構造を推定する新しい手法を開発し,水構造及びストークス半径とイオン会合性(イオン会合定数)における良好な相関を発見した。これらの結果は,新イオン会合論を直接的に支持するもので,新しい分離・分析試薬開発の大きな指針となった。
3.イオン会合論に基づくCE分離分析法,FIA分析法を開発した。

Research Products

• [Publications] T.Takayanagi, S.Motomizu: "Equilibrium analysis of reactions of metal-pryidylazoresorcinolato chelates with quaternary ammonium ion, nonionic surfactant and polyethleneglycol in aqueous solution by capillary zone electrophoresis"Analytical. Sciences. 18. 1021-1025 (2002)
• [Publications] K.Nomura, M.Oshima, T.Takayanagi, S.Motomizu: "Highly sensitive determination of copper iron with newly synthesized water-soluble fluorescent reagents having 1,8-diaminonaphthalene-3,6-disulfonic acid skeleton"Bunseki Kagaku. 51. 785-789 (2002)
• [Publications] T.Tsuboi, Y.Hirano, Y.Shibata, S.Motomizu: "Sensitivity improvement of ammonia determination based on flow-injection indophenol spectrophotometry with manganese (II) ion as a catalyst and analysis of exhaust gas of thermal power plant"Analytical Sciences. 18. 1343-1355 (2002)
• [Publications] Y.L.Wei, M.Oshima, J.Simon, L.N.Moskvin, S.Motomizu: "Absorption, concentration and determination of trace amounts of air pollutants by flow injection method coupled with a chromatomembrane cell system : application to nitrogen dioxide determination"Talanta. 58. 1343-1355 (2002)
• [Publications] T.Kagawa, T.Takayanagi, M.Oshima, S.Motomizu: "Determination of trace metal impurieties in nickel and iron salts using 2-(5-Nitro-2-pyridylazo-5-(N-propyl-N-sulfopropyl-amino) phenol by capillary zone electrophoresis"Bunseki Kagaku. 51. 791-795 (2002)
• [Publications] R.Driouich, T.Takayanagi, M.Oshima, S.Motomizu: "Investigation of salicylaldehyde-5-sulfonate as a precolumn derivatizing agent for the determination of n-alkane diamins, lysine, diaminopimelic acid, and isoniazid by capillary electrophoresis"Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 58. 1523-1530 (2003)
• [Publications] 梅沢善夫, 本水昌二, 渡会仁, 寺前紀夫編: "機器分析実験"東京化学同人. 387 (2002)