迅速溶液X線回折法と分光光度法による亜・超臨界状態のイオンと蛋白質の溶媒和構造

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09304064
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 大瀧 仁志 立命館大学, 理工学部, 教授 (80022549)
• 研究分担者: 加藤 稔 立命館大学, 理工学部, 講師 (00241258) ; 小堤 和彦 立命館大学, 理工学部, 助教授 (50177250) ; 澤村 精治 立命館大学, 理工学部, 教授 (10167439) ; 谷口 吉弘 立命館大学, 理工学部, 教授 (70066702)
• キーワード: フォルムアミド / 溶液X線回折 / 選択溶媒和 / リゾチーム / ラマン分光法 / 溶解度 / フラレーン / 高温高圧

研究概要

1) CCDを装備した溶液X線回折装置の設定
CCDを設置した迅速溶液X線回折装置を完成させ、現在調整と予備実験を行っている(大瀧、小堤)。
2) 高温、高圧下のフォルムアミドの液体構造
フォルムアミドの液体構造について100℃、400気圧までの領域について研究した。フォルムアミドでは温度が上昇すると鎖構造が増加し、一方圧力が増加するとリング構造が増加することが観測された(大瀧、小堤)。
3) 水-TMU混合溶液中のCo^<2+>イオンの選択溶媒和
水-1,1,3,3-テトラメチル尿素(TMU)混合溶液中のCo^<2+>イオンの選択溶媒和について研究が行われた。TMU分子水よりもはるかにドナー性が大きいが、Co^<2+>イオンには水が選択的に溶媒和する。これは水とTMUが強く相互作用し、Co^<2+>に結合しうる遊離のTMU分子の濃度が低下するためであると考えられた。TMU分子はまず[CO(H_2O)_6]^<2+>イオンの第2配位圏に結合し、TMUのモル分率が0.93以上のところではじめてTMU分子がCo^<2+>イオンの第1配位圏に存在するようになる(大瀧、小堤)。
4) DMSO-DMF混合溶媒中におけるCa^<2+>イオンの選択溶媒和
Ca^<2+>イオンに対しては、DMSOはDMFと比べてほぼ同程度の選択溶媒和性しか示さなかった。またDMSOがDMFに比べてわずかに高い選択和性を示すのは、これらの液体における分子間相互作用、とくに溶媒和のエントロピーの相違によるものであることが示された(大瀧、小堤)。
5) ラマン分光法によるクロロアセトンのgauche-syn平衡
水溶液中ではクロロアセトンのgauche-syn構造平衡は大きくsyn側にシフトすることが観測された。これはsyn型においてのみCl原子が水分子と水素結合できることに由来している(谷口、加藤)。
6) リゾチームの構造に関する圧力効果
小角X線散乱法を用いてリゾチームの回転半径におよぼす圧力効果を検討した。溶媒和層を含めたリゾチームの回転半径の圧力依存性は、結晶状態に比べて約3倍の減少率を示した(谷口、加藤)。
7) へキサン中におけるフラーレン(C_<60>)の溶解度
ヘキサン中におけるC_<60>の溶解度は圧力とともに増加することが示された。非極性溶媒中で、溶媒和が弱い非極性溶質がこのような挙動を示すことはこれまで例がない(澤村)。

研究成果

• [文献書誌] K.Ozutsumi, S.Ohnishi, H.Ohtaki,and M.Tabata: "Structure ofthe Short-Lived Intermediate Formed during the Metal Substitution Reaction of Mercury(II) Porphyrin Complex with Cobalt(II) Ion in Aqueous Solution Detemined by the Stopped^Flow-EXAFS Method." Z.Naturforsch.53b. 469-475 (1998)
• [文献書誌] H.Ohtaki and K.Ozutsumi: "Structural Determination of Sghort- Lived reaction Intermediates by the Novel Technique of Stopped-Flow-EXAFS." Malaysian J.Chem.1(印刷中). (1998)
• [文献書誌] K.Waizumi, T.Kouda, T.Tanio, N Fukushima,and H.Ohtaki: "Structural Studies on Saturated Aqueous Solutions of Manganese(II) Choloride,Cobalt(II) Choloride,and Nickel (II) chloride by Xray Diffraction Method." J.Solution Chem.(印刷中). (1999)
• [文献書誌] H.Ohtaki: "Development of Modern Solution Chemistty -A Search of New Fields-." Coord.Chem.Review. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "水の構造・物性と新しい水の評価" 平成10年電気学会全国大会講演論文集. 3. s,11-5-s,11-8 (1998)
• [文献書誌] M.Kato, Y.Namba,and Y.Taniguchi: "Effect of Water Deuterated Water on Raman Spectra of Chloroacetone : Evidence for the Conformational Effect on Hydration." Chem.Phys.Lett.289. 30-34 (1998)
• [文献書誌] S.Sawamura and N.Fujita: "Anomalous Pressure Dependence of the Solubility of C_<60> in n-Hexane." Chem.Phys.Lett.299. 177-179 (1999)
• [文献書誌] Y.Inaba, T.Sugita, K.Ozutsumi,and S.Funahashi: "Solvation Structures and Kinetics of Solvent Exchange Reactions of the Manganese(II) Ion in Six Nitriles As Studied by X-ray Diffaction,EXAFS,and NMR Techniques." Inorg.Chem.37. 1886-1891 (1998)
• [文献書誌] H.Iwasaki, Y.Nakayama, K.Ozutsumi, Y.Yamamoto, Y.Tokunaga, H.Saisho, T.Matsubara,and A.Ikeda: "Compact Superconducting Ring at Ritsumeikan University" J.Synchrotron Rad.5. 1162-1165 (1998)
• [文献書誌] M.Kato and T.Fujisawa: "High-Pressure Solution X-Ray Scattering of Protein Using a Hydrostatic Cell with Diamond Wiundows." J.Synchrotron Rad.5. 1282-1286 (1998)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "世界は一つ-世界地域化学会長会議-" 化学と工業(日本化学会). 51,No.4. 635-637 (1998)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "アジア化学推進機構に関連するタイ国訪問に関する報告" 学術の動向((財)日本学術協会財団). No.1. 69-71 (1998)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "APEC科学・工学・技術(SET)に関する円卓会議" 学術の動向((財)日本学術協会財団). No.9. 80-85 (1998)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "舵" 分子研レターズ(分子科学研究所). 39,No.1. 1 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "国際化について" 高分子錯体アンニュアルレビュー. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "グルメと太陽と泥棒と...、そしていくらかのお勉強-フローレンスでの第33回錯体化学国際会議に出席して-" 学術の動向((財)日本学術協力財団). No.3(印刷中). (1999)
• [文献書誌] H.Ohtaki(Editor): "Crystallization Processes" John Wiley & Sons, 208 (1998)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "水の構造と物性-常温常圧から高温高圧状態まで-" ウオターサイエンス研究会(印刷中), (1999)