2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Repeatable pH Indicator Utilizing Natural Pigment Derivatives
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18K02983
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
有井 秀和 宮崎大学, 教育学部, 准教授 (80384733)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中林 健一 宮崎大学, 教育学部, 教授 (60201670)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アントシアニン系色素 / 繰り返し利用 / pH試験剤 / フラビリウムイオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、アントシアニン系色素の発色団であるフラビリウムイオンを合成し、シリカゲルやゼオライトなどの無機固体材料に吸着させることによって、繰返し利用できるpH試験剤を開発し、生徒の液性に対する理解を促進させる。色素には単一の化合物で複数の色変化を示し、また身の回りの植物などに含まれるアントシアニン系色素の発色団であるフラビリウムイオンに着目した。フラビリウムイオンを化学的に合成し、その色素を無機固体材料に吸着させることによって、繰返し利用できるpH試験剤の開発を目指す。
研究の実施にあたり、(1)適切なフラビリムイオンの合成とその同定、(2)フラビリウムイオンの無機固体材料への吸着とpHへの応答と耐性評価、(3)児童・生徒との実験と液性に対する理解度調査、の順で進めていく予定であったが、2021年度も新型コロナウィルスの影響で(3)の実施が困難であったため、(2)について進めていくことにした。
アルカリ性領域でより明瞭な寒色系の色彩を持つフラビリウムイオンの合成を試みた。いくつかの誘導体を合成する中で、4',7,8-トリヒドロキシ-3',5'-ジメトキシフラビリウムクロリドがアルカリ性で青~紫色を示すことを明らかにした。これまでに合成したものでは紫~青紫であったが、導入した二つのメトキシ基のベンゼン環への電子供与により吸収帯が長波長側にシフトし、青色の発色が観察されたと考えている。この色素をゼオライトの一つであるモルデナイトに吸着させると、酸性・中性・アルカリ性の三領域で異なる色彩を示し識別が可能になった。一方で、アルカリ性では青紫色になり溶液中の色彩とは異なっていた。モルデナイトに吸着した色素は酸・塩基による耐性試験において色素の退色は見られず、繰り返し利用できることが分かった。
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