キャピラリー電気泳動法における金属・分子錯体の速度論的識別場の解析と高性能化

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08405053
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 四ッ柳 隆夫 東北大学, 工学部, 教授 (00001199)
• 研究分担者: 宮本 明 東北大学, 工学部, 教授 (50093076) ; 宮野 壮太郎 東北大学, 工学部, 教授 (60005501) ; 金子 恵美子 東北大学, 工学部, 助手 (00241539) ; 星野 仁 東北大学, 工学部, 助教授 (20124620)
• キーワード: キャピラリー電気泳動 / 高分子電解質 / ビナフタレン / 不斉識別 / コンピューター化学 / 分子設計

研究概要

本研究の目的は,キャピラリー電気泳動による金属錯体やイムノコンプレックスなどの分子錯体に対する新たな分離機能と検出機能の創発にある.本年度は(1)新しいCE分離モード・システムの開発,(2)CE分離場を意識した不斉識別機能分子の開発,(3)CE-金属イオン分離に適合する配位子の分子設計アプローチの方法確立,の3点を重点的に検討した.
(1)アニオン性金属錯体のCE分離検出に際して,同荷電を有するものに対する分解能を格段に向上させる方法として,キャリア溶液中にカチオン性高分子電解質を加えるころを着想し,ポリアミノカルボン酸(EDTA,Quin2)錯体をモデルとしてその有効性を実証した.本法は溶液内のイオン-イオン相互作用を駆使するCE分離システムであって,イオン会合体と並ぶ精密なイオン泳動制御モードを提供するものとして高く評価される.
(2)エステル基を活性基とする芳香族新規求核置換反応を利用し,光学活性ジオキサナフタレンを出発原料とし,4-位の長鎖カルボン酸置換基を有する軸不斉1,1-ビナフタレン類の高効率的不斉合成に成功した.これらのビナフタレン類は高度な分子不斉認識機能を備えた配位子となるばかりではなく,長鎖カルボン酸基を利用して, キャピラリー内壁の不斉修飾剤となることが期待される.
(3)密度汎関数法,分子動力学法,モンテカルロ法,バーチャルリアリティなどを活用するKD-HPCE適合する配位子の分子設計のための統合コンピュータ化学システムを構築した.特に,錯体周りの配位子に加え,溶媒の効果を有限温度,圧力で扱うことのできるシステムは今後の発展への期待の大きい成果である.

研究成果

• [文献書誌] Oleg V. Krokhin: "Simultaneous Determination of Inorganic Anions and Equally Charged Complexes of Transition Metals with Polyminocarboxylic Acids by Capillary Electrophoresis." Chem. istry Letters. 1095-1096 (1996)
• [文献書誌] Nobuhiko Iki: "High-Performance Liquid Chromatographic Methods for Monitoring of Nickel and Vanadium in Air at the Nanogram per Cubic Meter Levels." Environmental Science and Technology. 31. 12-16 (1997)
• [文献書誌] Tetsutaro Hattori: "Highly Stereospecific Conversion of Planar Chirality of a Cyclophane into Axial Chirality of Binaphthyls." Tetrahedron Letters. 37. 2057-2060 (1996)
• [文献書誌] Ewa Broclawik: "On the Electronic Structure of the Palladium Monoxide and the Methane Adsorption Density Functional Calculations" The Journal of Chemical Physics. 104. 4098-4104 (1996)
• [文献書誌] Ewa Broclawik: "Density Functional Theory as a Tool in Studying Catalytic Processes" Theoretical and Computational Chemostry. 3 (in press). (1997)