2019 Fiscal Year Annual Research Report
Basic study on the reaction of boronic acid with glucose-Specific determination with a metal complex bearing a boronic acid moiety-
| Project/Area Number |
17K05910
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
石原 浩二 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20168248)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲毛 正彦 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (20176407)
菅谷 知明 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (30633367)
高木 秀夫 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 准教授 (70242807)
岩月 聡史 甲南大学, 理工学部, 教授 (80373033)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | ジボロン酸 / D-グルコース / 反応機構 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は主に次の(1)～(3)に関する研究を行った。
(1) アントラセンと5-メチル-3-ピリジルボロン酸からジボロン酸を合成し、キャラクタリゼーションを行った後、D-グルコースとの反応を速度論的に詳細に検討し、反応機構を明らかにした。弱アルカリ性の条件では、このジボロン酸の反応活性種は、三配位―四配位化学種と四配位―四配位化学種であることがわかった。三配位―四配位化学種に対して、D-グルコースのジオール部位が三配位のボロン酸部位と反応して中間体を生成し、次の律速段階において四配位のボロン酸イオン部位とD-グルコースの他のジオール部位が反応して環状の化合物を生成することがわかった。また、四配位―四配位化学種に対しても同様に、閉環の過程が律速であった。
(2) グルコースに選択的に応答する発光性センサーの開発を目指し、ジボロン酸部位を持つ配位子を合成し、その配位子を有する発光性Ir(III)錯体を合成した。合成した錯体の糖との反応性を発光スペクトル測定により評価し、グルコースとの反応性について検討した結果、mMのオーダーのD-グルコースの定量が可能であることがわかった。しかし、グルコース選択性はなく、反応性はD-フルクトースに対しての方が高いことが分かった。
(3)長さの異なる炭素鎖により架橋されたオルトアミノメチルフェニルボロン酸を合成し、D-グルコースとの反応性および反応機構の解明を通して、D-グルコースの選択的センシングに適した架橋炭素鎖の長さを検討した。1H NMR測定の結果から、D-グルコース選択性はメチレン鎖の数が4のジボロン酸が最も良いことが分かった。また、興味深いことに(1)のジボロン酸とは異なり、このジボロン酸とD-グルコースとの反応においては、閉環の過程は律速ではないことが分かった。
|
