高機能イオンセンシングのための多座配位子設計

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13740420
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 平山 直紀 金沢大学, 理学部, 助教授 (20260557)
• キーワード: イオンセンシング / 多座配位子 / 分子設計 / Schiff塩基配位子 / イオン対抽出 / 立体障害 / スルホンアミド型配位子 / キレート抽出

研究概要

多座配位子の化学構造が錯形成による金属イオンセンシング機能発現に及ぼす効果を包括的に評価し、これを新規センシング試薬の分子設計に利用することを目的として、溶媒抽出法を中心に用い、以下のような基礎的研究を行った。
[1]各種のピリジン-2-カルボニル化合物とジアミン類とから合成される含ペンダントアーム無電荷Schiff塩基を錯形成試薬に用いて、2価遷移金属イオンのイオン対抽出選択性に及ぼすイミン窒素ドナー原子近傍の化学構造の効果について比較検討を行った。その結果、2つのイミン窒素原子間の架橋構造における立体的束縛が立体的歪みやシールド効果によって抽出選択性に影響を及ぼすことが確かめられた。さらに、ペンダントアームのピリジン環をかさ高いキノリン環に置き換えることにより、立体障害による抽出能の制御を行い、2価銅イオンの選択的抽出分離、すなわちイオンセンシングを実現した。
[2]芳香族アミンの窒素原子に各種アリールスルホニル基を結合させてスルホンアミド型とした構造を有する新奇な二座及び四座配位子を設計し、2価遷移金属イオンのキレート抽出試薬としての機能を評価した結果、これらが同一骨格のフェノール型配位子と比較して亜鉛イオンに対する高いセンシング機能を示すことが見いだされた。また、導入するアリールスルホニル基上の置換基の及ぼす効果を検討し、電子吸引性基の導入が抽出能の増大をもたらすこと、および、2-位の置換基のみでは立体障害を示さず、2,6-二置換によってはじめて立体障害を示すことが見いだされた。

研究成果

• [文献書誌] Naoki Hirayama: "Selective extraction of gallium(III) using tris(2-hydroxy-3,5-dimethyl-benzyl)amine"Analytical Sciences. 17(Suppl.). i1257-i1260 (2002)
• [文献書誌] Syunichi Oshima: "Ion-pair extraction of divalent metal cations using neutral di-Schiff base ligands having pendant arms"Analytical Sciences. 17(Suppl.). i1287-i1290 (2002)
• [文献書誌] Naoki Hirayama: "Sulfonamide-type di-Schiff base ligands as chelate extraction reagents for divalent metal cations"Analytica Chimica Acta. 466(2). 295-301 (2002)
• [文献書誌] Syunichi Oshima: "Structural control of Schiff base ligands for selective extraction of copper(II)"Analytical Sciences. 18(12). 1351-1355 (2002)
• [文献書誌] Naoki Hirayama: ""Substituent on benzenesulfonyl group" effect in use of 8-benzenesulfonamido-quinoline derivatives as chelate extractant"Analytical Sciences. 19(2). 321-324 (2003)
• [文献書誌] Syunichi Oshima: "Ion-pair extraction behavior of divalent metal cations using neutral di-Schiff base ligands derived from 1,2-cyclohexanediamine and ο-phenylenediamine"Talanta. 59(印刷中). (2003)