| 研究課題/領域番号 |
25410150
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
石原 浩二 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20168248)
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| 研究分担者 |
稲毛 正彦 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (20176407)
小谷 明 金沢大学, 薬学系, 教授 (60143913)
高木 秀夫 名古屋大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (70242807)
岩月 聡史 甲南大学, 理工学部, 准教授 (80373033)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ボロン酸 / 発光性金属錯体 / D-フルクトース / 反応機構 / 糖の定量 / ホウ素の定量 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は主に、以下の(1)～(3)に関する研究を行った。
(1) 糖類を検出するためのボロン酸センサーが今日まで数多く開発されてきているが、センシングのメカニズムに関する溶液化学的詳細な研究は皆無である。それらのセンサー殆どは反応中心としてフェニルボロン酸を含んでいるため、本研究ではセンシングのモデル反応として、フェニルボロン酸誘導体とD-フルクトースの反応をとりあげ、反応機構の解明を行った。ボロン酸大過剰の条件下で、反応は二段階の逐次反応であった。一段目の反応は、ボロン酸とボロン酸イオンがβ-D-fructofuranoseと選択的に反応して、二座配位錯体を生成する分子間反応であることがわかった。一方、二段目の反応は、二座配位錯体から三座配位錯体を生成する分子内反応であることがわかった。本研究により初めてボロン酸によるD-フルクトースのセンシングの詳細な反応機構が明らかとなった。
(2) ビピリジンボロン酸或いはビピリジンジボロン酸を配位子として有するRu(II)錯体を合成し、キャラクタリゼーションを行った。両錯体ともD-フルクトースの添加濃度の上昇に伴って、発光強度が直線的に増大し、1/10 mmol/LのオーダーのD-フルクトースの定量が可能であることがわかった。
(3) ボロン酸による糖の定量と、ジオール類によるホウ素の定量とは表裏一体の関係にあるため、ジオール配位子を有する発光性金属錯体の合成を行った。2,2’-ビピリジン-3,3’-ジオールを配位子とするPt(II)錯体、Pt(IV)錯体、Ir(III)錯体を合成し、X線結晶構造解析を行った。その結果、いずれの錯体中でもジオール配位子の片方の水酸基は脱プロトン化していることがわかった。これらの錯体により、アセトニトリル中で1/10～1 mmol/Lのホウ酸の定量が可能であることが分かった。
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