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分子包接による色変化を用いる新型センサーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 04453096
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 合成化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

上野 昭彦  東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (50091658)

研究分担者 池田 博  東京工業大学, 生命理工学部, 技官 (70201910)
中村 朝夫  東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (50155818)
池田 宰  東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (40151295)
研究期間 (年度) 1992 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1994年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1993年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1992年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワードシクロデキストリン / 修飾シクロデキストリン / 指示薬 / ホストーゲスト / 包接錯体 / 色変化 / ステロイド / P-ニトロフェノール / p-ニトロフェノール / 分子認識 / センサー / サーモクロミズム / 電荷移動錯体 / 包接化合物 / 超分子 / 包接 / メチルレッド / pH指示薬 / 錯体
研究概要

シクロデキストリン(CD)は、分光学的に不活性であるがクロモフォアで修飾することにより分光学的に活性なホストに変換できる。本年度は、CDのゲスト分子包接が色変化を引き起こす系としてP-ニトロフェノール単位を有するα-CD(1)とβ-CD(2)を合成した。これらの化合物は、α-あるいはβ-CDのアミノ化物と2-ヒドロキシ--5-ニトロ安息香酸をDCCによってカップリングして得た。ゲスト不在、存在下のpkaは1について4.98および5.14であり、2については4.82および5.11であった。これらの化合物の500MHz-NMRの解析から、これら化合物のP-ニトロフェノール単位はゲスト不在下においてもCD空孔内に深く入らず、ゲスト添加によってわずかに位置を変化させることが判明した。PH6.5でゲスト添加すると389nmの吸収極大が減少し溶液が黄色くなった。ゲスト不在時の吸光度をIoとし、ゲスト添加後の吸光度をIとすると△I(=Io-I)/Ioがこの系の感度パラメータとなる。ゲスト濃度を1mMとしたところ、1はヘキサノール、ペンタノール等の直鎖アルコールに対して2より検出感度が高かった。しかし、ステロイド類を含む多くのゲストに対しては、2の感度が高かった。また、2はコール酸誘導体について、化合物間の識別能力も良好であった。2の結合能力は大きく、ウルソデオキシコール酸に対し130万M^<-1>、1-アダマンタノールに対して70万M^<-1>の結合定数を示した。P-ニトロフェノール単位が、疎水性キャップとして機能し、この強い結合能力が実現したものと推測される。
すでに実現している酸性領域で色変化するX4ルレッド修飾CDと異なり、上記の系は中性領域で機能する。さらに、最近、アルカリ領域でゲスト添加により紫から無色に変化するフェノールフタレイン修飾CDの合成にも成功した。これらは分子認識指示薬として利用できる。

報告書

(4件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] Kita Hamasaki: "Fluorescent Sensors of Molecular Recognition.Modified Cyclodextrins Capable of Exhibiting Guest-Responsive TICT Fluorescence" J.Am.Chem.Soc.115. 5035-5040 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kuwabara: "A Novel Color-Change Indicator for Molecules.Guest-induced Color-to-Colorless Change of p-nitrophenol-modified beta-Cyciodextrin" Chem.Lett. 2081-2084 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kuwabara: "Supramolecular Thermochromism of a Dye-appended beta-Cyclodextrin" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.689-690 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keita Hamasaki: "Molecular Recognition Indicators of Modified Cyclodextrins Using Intramolecular Charge Transfer Fluorescence" Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 516-523 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yong Wang: "Dansyl-beta-Cyclodextrins as Fluorescent Sensors Responsive to Organic Compounds" Bull.Chem.Soc.Jpn.7. 1598-1607 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kuwabara: "Inclusion Complexes and Guest-induced Color Changes of pH-Indic ator-Modified beta-Cyclodex-trins" J.Phys.Chem.98. 6297-6303 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tesuo Kuwabara: "Inclusion Complexes and Guest-induced Color Changes of pH-Indicator-modified beta-Cyclodextrin" J.Phys.Chem. 98. 6297-6303 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yong Wang: "Dansyl-beta-Cyclodextrins as Fluorescent Sensors responsive to Organic Compounds" Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 1598-1607 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio Hamada: "Dansyl-modified gamma-Cyclodextrin as a Fluorescent Sensor for Molecular Recognition" J.Inclusion Phenomena and Molecular Recognition. 15. 273-279 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keita Hamasaki: "Molecular Recognition Indicators of Modified Cyclodextrins Using Twisted Intra-molecular Charge Transfer Fluorescence" Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 516-523 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kuwabara: "Supramolecular Thermochromism of a Dye-appended beta-Cyclodextrin" J.Chem.Soc., Chem.Commun.689-690 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yong Wang: "Synthesis of a Cyclodextrin Heterodimer Having alpha- and beta-Cyclodextrin Units and Its Cooperative and Site-Specific Binding" Chem.Lett.167-170 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akihiko Ueno: "Fluorescent Sensors and Color-Change Indicators for Molecules" Advanced Materials. 5. 132-134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kuwabara: "Inclusion Complexes and Guest-Induced Color Changes of PH-Indicatior-Modified β-Cyclodextrins" J.Phys.Chem.98. 6297-6303 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yong Wang: "Dansyl-β-Cyclodextrins as Fluorescent Sensors Responsive to Organic Compounds" Bill.Chem.Soc.Jpn.67. 1598-1607 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Hamada: "Dansyl-Modified γ-Cyclodextrin as a Fluorescent Sensor for Molecular Recognition" Journal of Inclusion Phenomena and Molecular Recognition. 15. 273-279 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Keita Hamasaki: "Molecular Recognition Indicators of Modified Cyclodertrins Using Twisted Intramolecular Charge Transfer Fluorescence" Bull.Chom.Soc.Jpn.67. 516-523 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuo Kuwabara: "Supramolecular Thermochromism of a Dye-appended β-Cyclodoxtrin" J.Chem.Soc,Chem.Commun.689-690 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yong Wang: "Synthosis of a Cyclodextrin Heterodimen Having α- and β-Cyclodoxtrin Units and Its Cooperative and Site-Spocific Binding" Chem.Lett.167-170 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Keita Hamasaki: "Fluorescent Sensors of Molecular Recognition.Modified Cyclodextrins Capable of Exhibiting Gues-Responsive Twistal Intrumolecular Charge Transfer Fluorescence" J.Am.Chem.Soc.115. 5035-5040 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Yong Wang: "Fluorescein Matified β-Cyclodextrin as a Charge-Changeable Receptor" Tetrahedron Lett.34. 4971-4974 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuo Kuwabara: "A Novel Color-Change Indicator for Molecules.Guest-induced Color-to-Colorless Change of p-Nitrophenol-Modified β-Cyclodextrin" Chem.Lett.2081-2084 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Yong Wang: "Synthesis of a Cyclodextrin Heterodimer Having α- and β-Cyclodextrins and Its Cooperative and Sice-Specific Binding" Chem.Lett.167-170 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuo Kuwabara: "Supramolecular Thermochronism of a Dye appended β-Cyclodextrin" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.(発表予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Keita Hamasaki: "Molecular Recognition Indicators of Modified Cyclodextrins Using Twisted Intramolecular Charge Transfer Fluorescence" Buel.Chem.Soc.Jpn.67. 516-523 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 上野 昭彦: "超分子の科学" 産業図書, 166 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Iwao Suzuki: "Detection of Organic Compounds by Dual Fluorescence of Bis(1-Pyrenecarbonyl)-γ-cyclodextrins" Chemistry Letters. 269-272 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Akihiko Ueno: "A Modified Cyclodextrin as a Guest responsive Colour-Change Indicator" Nature. 356. 136-137 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Yong Wang: "Syntheses and Molecular Recognition Abilities of6-O-,2-O-,and 3-O-Dansyl-γ-Cyclodextrins" Chemistry Letters. 863-866 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Akihiko Ueno: "Host-Guest Sensors of 6A,6B-,6A,6C-,6A,6D-,and 6A,6E-Bis(2-naphthylsulfenyl)-γ-cyclodextrins for Detecting Organic Compounds by Fluorescence Enhancement" Analytical Chemistry. 64. 1154-1157 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Akihiko Ueno: "Detection of Organic Compounds by Guest-Responsive Circular Dichroism Variations of Ferrocene-appended Cyclodextrins" Analytical Chemistry. 64. 1650-1655 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Akihiko Ueno: "Detection of Organic Compounds by Guest-Responsive Monomer and Excimer Fluorescence of 6A,6B-,6A,6C-,and 6A,6D-Bis(2-naphthylsulfonyl)-β-Cyclodextrins" Analytical Chemistry. 64. 2562-2565 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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