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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ボロン酸と糖類の反応に関する基礎研究-ボロン酸金属錯体による糖類の定量-

Research Project

Project/Area Number 25410150
Research InstitutionWaseda 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)
小谷 明  金沢大学, 薬学系, 教授 (60143913)
高木 秀夫  名古屋大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (70242807)
岩月 聡史  甲南大学, 理工学部, 准教授 (80373033)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsボロン酸 / 発光性金属錯体 / D-フルクトース / 反応機構 / 糖の定量 / ホウ素の定量
Outline of Annual Research Achievements


本年度は主に、以下の(1)~(3)に関する研究を行った。
(1) 糖類を検出するためのボロン酸センサーが今日まで数多く開発されてきているが、センシングのメカニズムに関する溶液化学的詳細な研究は皆無である。それらのセンサー殆どは反応中心としてフェニルボロン酸を含んでいるため、本研究ではセンシングのモデル反応として、フェニルボロン酸誘導体とD-フルクトースの反応をとりあげ、反応機構の解明を行った。ボロン酸大過剰の条件下で、反応は二段階の逐次反応であった。一段目の反応は、ボロン酸とボロン酸イオンがβ-D-fructofuranoseと選択的に反応して、二座配位錯体を生成する分子間反応であることがわかった。一方、二段目の反応は、二座配位錯体から三座配位錯体を生成する分子内反応であることがわかった。本研究により初めてボロン酸によるD-フルクトースのセンシングの詳細な反応機構が明らかとなった。
(2) ビピリジンボロン酸或いはビピリジンジボロン酸を配位子として有するRu(II)錯体を合成し、キャラクタリゼーションを行った。両錯体ともD-フルクトースの添加濃度の上昇に伴って、発光強度が直線的に増大し、1/10 mmol/LのオーダーのD-フルクトースの定量が可能であることがわかった。
(3) ボロン酸による糖の定量と、ジオール類によるホウ素の定量とは表裏一体の関係にあるため、ジオール配位子を有する発光性金属錯体の合成を行った。2,2’-ビピリジン-3,3’-ジオールを配位子とするPt(II)錯体、Pt(IV)錯体、Ir(III)錯体を合成し、X線結晶構造解析を行った。その結果、いずれの錯体中でもジオール配位子の片方の水酸基は脱プロトン化していることがわかった。これらの錯体により、アセトニトリル中で1/10~1 mmol/Lのホウ酸の定量が可能であることが分かった。

  • Research Products

    (29 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (26 results)

  • [Journal Article] Reaction mechanism of diphenylborinic acid with D-fructose in aqueous solution2016

    • Author(s)
      Yukika Sobue, Tomoaki Sugaya, Satoshi Iwatsuki, Msahiko Inamo, Hideo D. Takagi, Akira Odani, and Koji Ishihara
    • Journal Title

      J. Mol. Liq.

      Volume: 217 Pages: 29–34

    • DOI

      doi:10.1016/j.molliq.2015.07.062

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Flipping of Coordinated Triazine Moiety in Cu(I)-L2 and Small Electronic Factor, κ el, for Direct Outer-Sphere Cross Reactions: Syntheses, Crystal Structures and Redox Behavior of Copper(II)/(I)-L2 Complexes (L = 3-(2-pyridyl)-5,6-diphenyl-1,2,4-triazine)2015

    • Author(s)
      Atsutoshi Yamada, Takuya Mabe, Ryohei Yamane, Kyoko Noda, Yuko Wasada,1 Masahiko Inamo, Koji Ishihara, Takayoshi Suzuki, and Hideo D. Takag
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 44 Pages: 13979-13990

    • DOI

      10.1039/C5DT01808K

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structure of [5-bromo-2-(pyridin-2-yl-κN)-phenyl-κC1](pentane-2,4-dionato-κ2O,O’)-platinum(II)2015

    • Author(s)
      Keito Fukuda, Tomoaki Sugaya, Koji Ishihara
    • Journal Title

      Acta Cryst.

      Volume: E71 Pages: 1259-1261

    • DOI

      doi:10.1107/S2056989015017478

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Influence of the equatorial halide ligands on the axial ligand substitution reactions of pivalamidato-bridged Pt(III) binuclear complexes with halide ions and olefins2015

    • Author(s)
      Yu Kamezaki, Takaaki Terada, Junya Toda, Tomoaki Sugaya, Satoshi Iwatsuki, Koji Ishihara, Kazuko Matsumoto
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議2015 (2015 Pacifichem)
    • Place of Presentation
      ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-18
  • [Presentation] Syntheses of cyclometalated square-planar platinum(II) complexes with boronic acid ligands and their reactivities toward D-Fructose2015

    • Author(s)
      Keito FUKUDA, Tomoaki SUGAYA, Satoshi IWATSUKI, Masahiko INAMO, Hideo D. TAKAGI, Akira ODANI, Koji ISHIHARA
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議2015 (2015 Pacifichem)
    • Place of Presentation
      ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-18
  • [Presentation] Kinetic study on the reaction of diphenylborinic acid with D-fructose2015

    • Author(s)
      Yukika SOBUE, Tomoaki SUGAYA, Satoshi IWATSUKI, Masahiko INAMO, Hideo D. TAKAGI, Akira ODANI, Koji ISHIHARA
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議2015 (2015 Pacifichem)
    • Place of Presentation
      ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-18
  • [Presentation] Syntheses and Properties of Iridium(III) Complexes Bearing Diol Ligands and their Reactivity to Boric acid2015

    • Author(s)
      Yui TABEI, Yuri FUJIOKA, Tomoaki SUGAYA, Koji ISHIHARA
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議2015 (2015 Pacifichem)
    • Place of Presentation
      ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-18
  • [Presentation] Syntheses and properties of platinum(IV) complexes having diol moiety and their reactivity to boric acid2015

    • Author(s)
      Yuta SAMUKAWA, Yiqing GU, Tomoaki SUGAYA, Koji ISHIHARA
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議2015 (2015 Pacifichem)
    • Place of Presentation
      ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-18
  • [Presentation] Hydrogen bond induced photoluminescence behavior of Iridium(III) complexes2015

    • Author(s)
      T. Sugaya, F. Takahashi, S. Tanaka, K. Isoda, M. Tadokoro, Koji ISHIHARA
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議2015 (2015 Pacifichem)
    • Place of Presentation
      ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-18
  • [Presentation] Relative kinetic reactivities of boronic acid and boronate ion2015

    • Author(s)
      Yota Suzuki, Daichi Matsukawa, Tomoaki Sugaya, Koji Ishihara
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議2015 (2015 Pacifichem)
    • Place of Presentation
      ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-16
  • [Presentation] Syntheses and Properties of Iridium(III) Complexes with Boronic Acid Ligands and Their Reactivity towards D-Fructose2015

    • Author(s)
      Mari TAKATA, Tomoaki SUGAYA, Satoshi IWATSUKI, Masahiko INAMO, Hideo D. TAKAGI, Akira ODANI, Koji ISHIHARA
    • Organizer
      環太平洋国際化学会議2015 (2015 Pacifichem)
    • Place of Presentation
      ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-16
  • [Presentation] ボロン酸とD-fructoseの反応機構に関する速度論的研究2015

    • Author(s)
      鈴木陽太・岡本拓也・菅谷知明・岩月聡史・稲毛正彦・高木秀夫・小谷明・石原浩二
    • Organizer
      第38回溶液化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2015-10-22
  • [Presentation] ビピリジンボロン酸類を有する白金(II)錯体の合成とフルクトースに対する反応性の評価2015

    • Author(s)
      福田桂都・菅谷知明・岩月聡史・稲毛正彦・高木秀夫・小谷明・石原浩二
    • Organizer
      第38回溶液化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2015-10-21
  • [Presentation] ボロン酸部位を有する発光性イリジウム(III)錯体の合成及びD-fructoseに対するセンシング性の評価2015

    • Author(s)
      高田麻里・菅谷知明・岩月聡史・稲毛正彦・高木秀夫・小谷 明・石原浩二
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-10-15
  • [Presentation] ピバリン酸アミド四架橋白金(III)二核錯体とオレフィンとの反応に関する速度論的研究2015

    • Author(s)
      亀崎悠・山根翔・菅谷知明・石原浩二・松本和子
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-10-15
  • [Presentation] 2,2’-bipyridine-3,3’-diolを有する白金(II)錯体の合成およびホウ酸との反応性の評価2015

    • Author(s)
      寒川雄太・顧憶晴・菅谷知明・石原浩二
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-10-15
  • [Presentation] フェナントロリンジオールを有する発光性Ir(III)錯体の合成とホウ酸のセンシング2015

    • Author(s)
      田部井唯・藤岡侑里・菅谷知明・石原浩二
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-10-15
  • [Presentation] ジフェニルボリン酸とD-フルクトースの反応に関する速度論的研究2015

    • Author(s)
      祖父江ゆき香・菅谷知明・岩月聡史・稲毛正彦・高木秀夫・小谷明・石原浩二
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-10-14
  • [Presentation] ボロン酸(RB(OH)2)とボロン酸イオン(RB(OH)3–)の反応性の逆転はあるのか–ボロン酸の酸性度と反応速度の相関に着目した反応速度論的研究–2015

    • Author(s)
      鈴木陽太・松川大地・菅谷知明・石原浩二
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-10-14
  • [Presentation] ボロン酸配位子を有する白金(II)錯体の合成とフルクトースに対する反応性の評価2015

    • Author(s)
      福田桂都・菅谷知明・岩月聡史・稲毛正彦・高木秀夫・小谷明・石原浩二
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      船堀
    • Year and Date
      2015-10-13
  • [Presentation] 2,2'-bipyridine-3,3'-diol を有する白金(II)錯体の合成およびホウ酸との反応性の評価2015

    • Author(s)
      寒川 雄太・顧 憶晴・菅谷 知明・石原 浩二
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-22
  • [Presentation] ボロン酸配位子を有するシクロメタレート型白金(II)錯体の合成とフルクトースに対する反応性の評価2015

    • Author(s)
      福田 桂都・菅谷 知明・岩月 聡史・稲毛 正彦・高木 秀夫・小谷 明・石原 浩二
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-22
  • [Presentation] Flipping of Coordinated Triazine Moiety in Cu(I)-L2 and Small Electronic Factor, κel, for Direct Outer-Sphere Cross Reactions (L = 3-(2-pyridyl)-5,6-diphenyl-1,2,4-triazine)2015

    • Author(s)
      Takuya Mabe, Atsutoshi Yamada, Yuko Wasada, Masahiko Inamo, Koji Ishihara, Takayoshi Suzuki, Hideo D. Takagi
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-22
  • [Presentation] フェナントロリンジオールを有する発光性 Ir(III)錯体の合成とホウ酸のセンシング2015

    • Author(s)
      田部井 唯・藤岡 侑里・菅谷 知明・石原 浩二
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-22
  • [Presentation] ボロン酸部位を有する発光性 Ir(III)錯体の合成及び D-fructose に対するセンシング性の評価2015

    • Author(s)
      高田 麻里・菅谷 知明・岩月 聡史・稲毛 正彦・高木 秀夫・小谷 明・石原 浩二
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-21
  • [Presentation] ピバリン酸アミド四架橋白金(III)二核錯体と p-styrenesulfonate との反応に関する速度論的研究2015

    • Author(s)
      亀崎 悠・山根 翔・菅谷 知明・石原 浩二・松本 和子
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-21
  • [Presentation] ジフェニルボリン酸と D-フルクトースの反応に関する速度論的研究2015

    • Author(s)
      祖父江 ゆき香・菅谷 知明・岩月 聡史・稲毛 正彦・高木 秀夫・小谷 明・石原 浩二
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-21
  • [Presentation] 3-ニトロフェニルボロン酸と三座トリオール配位子との錯形成反応解析2015

    • Author(s)
      岩月 聡史・岸 和樹・石原 浩二
    • Organizer
      第65回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学
    • Year and Date
      2015-09-21
  • [Presentation] ボロン酸(RB(OH)2)とボロン酸イオン(RB(OH)3-)の反応性の逆転はあるのか
–ボロン酸の酸性度と反応速度の相関に着目した反応速度論的研究–2015

    • Author(s)
      鈴木 陽太・松川 大地・菅谷 知明・石原 浩二
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2015-09-09

URL: 

Published: 2017-01-06  

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