分子モデリングを利用した界面を分離場とした機能材料の設計

使用分子建模以界面作为分离场设计功能材料

• 批准号: 12750679
• 负责人: 上江洲 一也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Kitakyushu (2001)Kyushu University (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750679/
• 关键词: 分子モデリング; 金属イオン分離; 定量的構造特性相関法(QSPR); ジホスホン酸型抽出剤; 界面; 分子認識材料; 分子設計; 計算化学

界面を分離場とした高性能な分子認識材料を調製するためには,分子認識発現のメカニズムを明らかにし,これまで以上に分子認識場を精密に制御する必要がある。本研究では,錯体化学的実験手法とコンピュータ分子モデリング手法を駆使して,金属イオン分離機構の解明に取り組む。これを足がかりに,より高性能な分子認識素子を設計し,分子モデリングを利用した分離材料の設計という新しい分子認識素子開発手法の確立を目指す。分離のターゲットは,これまでに多くの実績のある金属イオン(銅,亜鉛などの遷移金属およびランタノイド元素)とした。分子認識素子は,ターゲット分子の形状や化学的性質を高分子に刷り込む手法である界面分子インプリント法および抽出操作において有効であったリガンドを採用した。分子モデリングとしては,巨大な遷移金属およびランタノイド元素錯体を計算するのに最適なプログラムであるMOMECを用いた。MOMECは計算速度が非常に速い分子力学法に基づく計算手法であり,そのパラメータ群が金属錯体に最適化されている。昨年度は,二つのホスホン酸基をスペーサーによって連結したジホスホン酸型抽出剤について,ひずみエネルギーと抽出定数との定量的構造特性相関法(QSPR)を行ったところ,良好な直線関係が得られ,本手法の有用性を確認した。本年度は,分子モデリングで得られた情報を活用するために,分子動力学法による油水界面での分子認識素子のシミュレーションに着手した。それとともに,計算結果の評価を正確にするために、ポリマーマトリクスが分子認識能へ与える影響を実験的に評価した。その成果が,化学工学論文集に掲載された。現在,分子認識素子の構造のちょっとした違いで,油水界面での分子認識能が大きく変化すると考えられる系について,分子動力学計算を行っている。

Interface separation field and high performance molecular recognition materials modulation, molecular recognition of the development of light, the above molecular recognition field precision control is necessary In this study, the methods of molecular separation and the mechanism of metal separation were studied. The design of high performance molecular epistemons, the design of molecular epistemons and the establishment of new molecular epistemons development methods Separation of metals (copper, lead, migrating metals and elements) Molecular recognition, molecular shape, chemical properties, polymer chemistry, polymer chemistry MOMEC is used to calculate the optimum conditions for the migration of large metals and elements. MOMEC is a very fast calculation method based on molecular mechanics. Last year, two kinds of acid-based extraction methods were used to determine the quantitative structural property correlation method (QSPR). A good linear relationship was obtained and the usefulness of this method was confirmed. This year, molecular dynamics methods were used to investigate the molecular interaction between oil and water. The result of the calculation is correct. The results are published in Chemical Engineering Papers. At present, the molecular cognition of molecular structure is very different, the molecular cognition of oil-water interface is very different, and the molecular dynamics calculation is carried out.

项目成果

上江洲一也, 田爪暢, 吉田昌弘, 後藤雅宏, 古崎新太郎: "界面分子インプリントポリマーのマトリクスに影響を与える因子の解明とその制御"化学工学論文集. 27・6. 753-755 (2001)

Kazuya Uesu，Noburu Tazume，Masahiro Yoshida，Masahiro Goto，Shintaro Furusaki：“影响界面分子印迹聚合物基质的因素及其控制的阐明”化学工程学报27・6（2001）。

H.Tsunemori, K.Araki, K.Uezu, M.Goto, S.Furusaki: "Surface Imprinting Polymers for the Separation of Nucleotides"Bioseparation. 10(印刷中). (2002)

H.Tsunemori、K.Araki、K.Uezu、M.Goto、S.Furusaki：“用于核苷酸分离的表面印迹聚合物”Bioseparation 10（印刷中）。

K.Araki,M.Yoshida,K.Uezu,M.Goto,S.Furusaki: "Lanthanide-Imprinted Resins Prepared by Surface Template Polymerization"J.Chem.Eng.Jpn.. 33・4. 665-668 (2000)

K. Araki、M. Yoshida、K. Uezu、M. Goto、S. Furusaki：“通过表面模板聚合制备的镧系元素印迹树脂” J.Chem.Eng.Jpn.. 33・4 (2000)。