分子・イオン認識機能を有する層状セラミックス材料の開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05650843
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 木島 剛 宮崎大学, 工学部, 教授 (90040451)
• 研究分担者: 町田 正人 宮崎大学, 工学部, 助教授 (70211563) ; 河野 恵宣 宮崎大学, 工学部, 教授 (10040974)
• キーワード: 層状セラミックス材料 / 分子-イオン認識

研究概要

1)申請者らは前年度において、リン酸ジルコニウム層間に予め導入したカルボキシル基にイオン交換によりアルキルアミンを結合させた後、これを加熱縮合してアミド結合に変換するという層間化合物材料の新しい合成法を提案し、カルボキシエチルホスホン酸ジルコニウムをホストとし、一連のアルキルジアミンH_2N(CH_2)_nNH_2(n=2-10)をゲストとする系についてこれを検証した。今年度は、この新しい合成法が一級アミンのみならず、ピペリリジンのような二級アミンについても適用できる一般性高い反応法であることを実証した。
2)分子内に2つのアミノ基をもつシクロデキストリン誘導体を合成し、これに上記合成法を適用することにより、化学的に安定な共有結合型の層状無機-有機複合ホスト化合物を開発する研究をさらに継続して進めている。
3)層間アミド化法の母体となる上記カルボキシエチルホスホン酸ジルコニウムそれ自体の分子包接能についても検討した。その結果、同ホスホン酸塩は、一連のアルキルアミンアルキルモノアミンH(CH_2)_nNH_2(n=2-10)の中から特定の炭素数(n=7)をもつヘプチルアミン分子のみを"分子集団"として認識し、これを選択的に取り込むという極めて高度の認識機能をもつことを発見した。この分子集団認識という新たな認識プロセスは、酵素やシクロデキストリンによる分子の個別認識とはその認識様式を異にするものであり、その機構解明は今後、素材設計にとどまらず生体系反応の理解にも寄与することが期待される。

研究成果

• [文献書誌] T.Kijima,Y.Kato,K.Ohe,M.Machida,Y.Mastushita,T.Mastui: "Intercalation of p-Aminobenzylated and Dimethylammoniomethylayed Calix[4] areneoctols by Cu(II)-Montmorillonite" Bull.Chem.Soc.Jpn.2125-2129 (1994)
• [文献書誌] T.Kijima,S.Watanabe,M.Machida: "Carbon Number Dependence of the Intercalation and Interlayer Amidation Properties of α- and ω- Alkyldiamines for Layered Ziconium(Carboxyethyl)phosphonate" Inorg.Chem.2586-2591 (1994)
• [文献書誌] T.Kijima,S.Watanabe,K.Ohe,M.Machida: "Molecular Assembly Recognition Process.Carbon Number Selective Intercalation of Amines by a Layered Zirconium Phosphonate" J.Chem.Soc.Chem.Commun.75-76 (1995)