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2004 Fiscal Year Annual Research Report

大環状配位子のイオン選択性に対する溶質-溶媒間相互作用の寄与の解明

Research Project

Project/Area Number 15550062
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

勝田 正一  千葉大学, 理学部, 助手 (40277273)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 武田 裕行  千葉大学, 理学部, 教授 (30111412)
工藤 義広  千葉大学, 理学部, 助教授 (00195463)
Keywords錯生成定数 / 溶媒間移行活量係数 / アルカリ金属イオン / クラウンエーテル / 選択性 / 溶媒効果 / 溶質-溶媒間相互作用
Research Abstract

これまで,クラウンエーテルと金属イオンとの錯生成における選択性は,クラウンエーテルの空孔と金属イオンとのサイズ適合性によって定性的に説明され,溶媒の寄与はほとんど知られていなかった。本研究では,電気伝導度法やキャピラリー電気泳動法を用いて種々の極性溶媒中におけるクラウンエーテル-金属イオン錯体の安定度定数を精確に決定し,錯体の安定性と選択性に及ぼす溶媒効果の重要性を実証した。例えば,ジベンゾ-3m-クラウン-m(m=6,7,8,10)とアルカリ金属イオンとの錯生成において,ドナー性の非常に弱いニトロメタン中では,Cs^+<Rb^+<K+<Na^+の順に常にサイズの小さいイオンほど安定な錯体を生成することを見いだし,これが気相中でのクラウンエーテルの真の選択性に対応することを示した。これより,アセトニトリル,炭酸プロピレン,水,メタノールなどの他の極性溶媒中で見られる空孔サイズ依存的な選択性は,主として溶媒の寄与によることを明らかにした。さらに,クラウンエーテルとその錯イオンについて溶媒との相互作用を評価するために,溶媒間移行自由エネルギー(移行活量係数)を決定した。これより,クラウンエーテルの酸素原子が水と強く相互作用していることや,錯イオン内の中心金属が溶媒から効果的に遮蔽されていることなどが示された。また,錯体の安定性・選択性に及ぼす溶媒の寄与を溶質-溶媒間相互作用によって初めて定量的に説明した。

  • Research Products

    (6 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] Stability and solvation of alkali metal ion complexes with dibenzo-30-crown-102005

    • Author(s)
      Shoichi Katsuta
    • Journal Title

      Inorganica Chimica Acta 358・3

      Pages: 713-719

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Stabilities and transfer activity coefficients from water to polar nonaqueous solvents of 1,2-bis[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]benzene- and benzo-18-crown-6-cation complexes2005

    • Author(s)
      Yasuyuki Takeda
    • Journal Title

      Journal of Coordination Chemistry 58・4

      Pages: 373-379

  • [Journal Article] Equilibrium studies on aqueous ion-pair formation and m-xylene/water distribution of tetraalkylammonium picrates2004

    • Author(s)
      Shoichi Katsuta
    • Journal Title

      Journal of Solution Chemistry 33・5

      Pages: 437-451

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Stabilities in nitromethane of alkali metal ion complexes with dibenzo-l8-crown-6 and dibenzo-24-crown-8 and their transfer from nitromethane to other polar solvents2004

    • Author(s)
      Shoichi Katsuta
    • Journal Title

      Inorganica Chimica Acta 357・2

      Pages: 541-547

  • [Journal Article] Study on solute-solvent and solute-solute interactions for the dibenzo-24-crown-8-alkali metal picrate extraction system2004

    • Author(s)
      Yasuyuki Takeda
    • Journal Title

      Journal of Molecular Liquids 115・2-3

      Pages: 139-147

  • [Journal Article] Stability and Solvation of 1:1 Complexes of Dibenzo-21-crown-7 with Alkali Metal Ions in Polar Solvents

    • Author(s)
      Shoichi Katsuta
    • Journal Title

      Journal of Chemical & Engineering Data (発表予定)

URL: 

Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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