2018 Fiscal Year Research-status Report
Enantioselective intercalation mechanisms of layered phosphates
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18K14308
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| Research Institution | Japan Fine Ceramics Center |
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Principal Investigator |
横井 太史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (00706781)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | リン酸八カルシウム / 層状化合物 / インターカレーション / キラリティー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リン酸八カルシウム（OCP）は層状構造を持ち、その層間にジカルボン酸イオンを導入できる。本研究では、OCPにおけるエナンチオ選択的インターカレーションの発現機構解明を目的として、キラルなジカルボン酸としてR-(+)-メチルコハク酸（MeSuc）、S-(-)-MeSuc、D-アスパラギン酸（Asp）、L-Asp、D-(+)-リンゴ酸（Mal）およびL-(-)-MalのOCPへの導入挙動を調べた。
サンプルは、これらのカルボン酸水溶液に炭酸カルシウムとリン酸を加えて60℃で6時間反応させることにより合成した。合成した試料をX線回折、赤外分光分析、組成分析、固体NMR等により調べ、OCPへのカルボン酸導入の有無を調べた。
その結果、光学異性体間で導入挙動に差が見られたのは非極性側鎖のメチル基を持つMeSucのみで、R-(+)-MeSucはOCPに導入されなかったが、S-(-)-MeSucはOCPに導入された。カルボン酸イオンの導入反応は、リン酸水素イオンの導入との競合反応であることから、結晶表面における分子の吸着安定性は導入挙動を支配する因子の一つであると考えられる。MeSucの場合、メチル基の分子中の位置による立体構造のわずかな違いによってリン酸水素イオンとの吸着競合反応において有意な差が現れたことが、エナンチオ選択的インターカレーション発現の一因であると考えられる。
一方、極性側鎖（アミノ基とヒドロキシ基）を持つ分子は側鎖基による強い静電相互作用によってOCP結晶表面に安定に吸着できるため、光学異性体間で導入挙動に差が見られなかったと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度に予定した研究項目について計画通りに実施できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでにアニオン交換性の層状化合物としてリン酸八カルシウムを用い、インターカレーションにおけるエナンチオ選択性について調べた。その結果、メチルコハク酸においてはエナンチオ選択性が現れることを見出した。
今後の研究においてはカチオン交換性の層状化合物であるリン酸ジルコニウムを用い、キラルなカチオン性ゲスト分子のインターカレーション挙動を調べる。その際、これまでの研究成果から、非極性の側鎖がエナンチオ選択性の発現に寄与していることが示唆される。そこで、メチル基等の非極性側鎖を持つキラルな分子を中心に検討し、カチオン交換性層状化合物におけるエナンチオ選択的インターカレーション発現の有無を明らかにする。
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