2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of Anion Determination System Utilizing Supramolecular Fluorescent Probe Based on Ion-pair Metal Complex
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20K05565
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| Research Institution | Osaka Kyoiku University |
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Principal Investigator |
久保埜 公二 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (00269531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横井 邦彦 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (30144554)
谷 敬太 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (60207165)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 蛍光プローブ / アニオン定量 / 環境分析 / 金属錯体 / 超分子相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，リン酸イオン・二リン酸イオンなどのアニオンを高選択的に捕捉し，水溶液中で強い蛍光を示すカチオン性金属錯体の創製と，この錯体のイオン対結晶を蛍光プローブとする超分子型アニオン定量法の構築を行うものである。令和２年度は，蛍光プローブとなるカチオン性金属錯体の合成と結晶化，ならびにその物性評価を行った。蛍光プローブの蛍光部位である配位子としては，キノリノール誘導体，クマリン誘導体，カルバゾール誘導体に加えてサリチルヒドラゾン誘導体の合成を行い，それぞれ新規化合物が得られた。さらに，これらを配位子とするインジウム(III)イオンと亜鉛(II)イオンとの錯体合成と単結晶化を試みた。このうち，キノリノール誘導体については，硝酸インジウム(III)とのイオン対錯体が単結晶として得られ，Ｘ線構造解析から組成を決定することができた。一方，クマリン誘導体とサリチルヒドラゾン誘導体については，塩化亜鉛(II)との錯体が単結晶として得られたが，Ｘ線構造解析の結果から塩化物イオンも亜鉛(II)イオンに配位しており，共にイオン対錯体ではなかった。得られたそれぞれの錯体結晶を水系溶媒に溶解した溶液において，吸収スペクトル並びに蛍光スペクトル測定を行い，蛍光プローブとしての安定性に関する評価を行った。その結果，キノリノール系については，水溶液中でも比較的安定で，且つ蛍光強度が高いことが示された。クマリン系とサリチルヒドラゾン系については，錯体結晶を用いることで溶液内錯形成よりも蛍光強度の増加が確認され，プローブの高感度化に繋がる可能性があることが分かった。
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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
計画通りに蛍光性化合物（キノリノール誘導体，クマリン誘導体，サリチルヒドラゾン誘導体，カルバゾール誘導体）を合成し，これらの化合物のX線構造解析を行うことでそれぞれの分子構造に関する有用な知見が得られた。さらに，キノリノール誘導体，クマリン誘導体，サリチルヒドラゾン誘導体を配位子とする金属錯体については単結晶が得られ，それぞれの錯体構造についても有用な知見が得られた，これらの錯体については，錯体結晶を用いることで溶液内錯形成よりも蛍光強度の増加が確認された。一方，カルバゾール誘導体については，配位部位として第三級アミンによる架橋が可能であることが分かった。よって，おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画に従い，令和2年度において良好な結果が得られた金属錯体結晶を蛍光プローブとして用いて，溶液内において各種アニオンとの超分子錯体の生成確認を行い，アニオン添加によってスペクトル変化が見られた系については，連続変化法やアニオン滴定を行うことで超分子錯体の組成比や安定度定数を決定し，その超分子構造について考察するとともにアニオンプローブとしての評価を行う。さらに，得られた結果をイオン対金属錯体の設計にフィードバックすることで，より高性能な超分子型のアニオン蛍光プローブの設計・合成を行う。
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| Causes of Carryover |
理由 物品費の購入を次年度にしたことと，合成用試薬やスペクトル測定用溶媒などの消耗品費の使用が少なかったことに加えて，学会がオンライン開催となったことに伴い，旅費が発生しなかったためである。
使用計画 予定に加えて，合成用試薬，スペクトル測定用溶媒やセルなどの物品費，データ整理に対する謝金などに使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
