分子認識メカニズムに基ずくクロマトグラフィー用充填剤の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06640781
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 神野 清勝 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (60124731)
• 研究分担者: 永島 英夫 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (50109576)
• キーワード: 分子認識 / 液体クロマトグラフィ / 多環芳香族化合物 / フラーレン

研究概要

新規多足型固定相をシリカベースを基本に分子の大きさを識別できるキャビティ状空間を対象となるPAHやフラーレン類の分子形状、サイズに合わせてデザイン、合成した。対象溶質であるPHAやフラーレンの分子形状とサイズをまずMM2PPを用いて計算し、そしてそれから得られた分子に関する情報を基に、固定相のキャビティ構造をデザインした。この際分子間相互作用の基本にπ-π相互作用を考え、分子サイズの認識、形状の認識、π電子による分子平面性構造の認識の3つの分子認識を基本メカニズムとするものを考えた。そして有機化学的合成(分担者の永島が担当する)によりこの固定相を得た。この得られた固定相のキャラクタリゼーションをNMR(固体)、IR(拡散反射)により正確に行った後、LC評価を行った。実験室による固定相の合成は非常にスケールも小さく、目的の固定相は少量得られるのみであるから、カラムとしてマイクロカラム(内径0.53mm以下)を使用し各種化合物の保持測定を行い、あらかじめ推定した分子認識メカニズムの存在を確認することができた。
さらに多足型を拡張した固定相合成を行い、より大きなPAHやより高次なフラーレン類に対する認識能力の大きな固定相をつくりだし、メカニズムの解析を行い。多足型以外の固定相をも合成し評価することができた。それらはフェニル部位の電子密度に変化を与えるような置換基を導入し、その電子密度変化による認識力の違いを作り出すと同時に、置換基、フェニル基、アルキル基が作り出すキャビティの大きさを変化させ、分子サイズと分子の有する電子密度の差を認識させて分離を達成するような固定相である。そのような検討の結果、研究目標は十分に達成された。さらに7年度の目標としていたC60をシリカゲルに結合した固定相の有効性が明らかにされ、当初目標以上の成果を挙げることができた。

研究成果

• [文献書誌] K.Jinnno et al.,: "Separation of Fullerenes with Novel Stationary Phases in Microcolumn High Performance Liquid Chromatography" Journal of Liquid Chromatography. :18. 1897-1908 (1995)
• [文献書誌] K.Jinno et al.,: "Nano-scale Design of Novel Stationary Phases to Enhance Selectivity for Molecular Shape and Size in Liquid Chromatography" Journal of Chromatography. A691. 91-99 (1995)
• [文献書誌] K.Jinno et al.,: "Separation of C60 and C70 Fullerenes with Liquid Crystal Bonded Silica Phases in Microcolumn High Performance Liquid Chromatograph" Journal of Microcolumn Separations. 7. 41-49 (1995)
• [文献書誌] K.Jinno et al.,: "Separation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons with a C60 Bonded Silica Phase in Microcolumn Liquid Chromatography" Journal of High Resolution Chromatography. 18. 569-572 (1995)
• [文献書誌] H.Nagashima et al.,: "Chlorosilanes and Silyltriflates Containing C60 as thye Partial Structure. A Versatile Entry to Link the C60 Moieties with..." Journal of Orgamic Chemistry. 60. 4966-4967 (1995)
• [文献書誌] K. Jinno and Y. Saito: "Advances in Chromatography Vol.36 edited by P. B. Brown et al," Marcel Dekker, Inc., 45/350 (1995)