無機アニオン認識能をもつフホスト化合物の設計と機能

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無機アニオン認識能をもつホスト化合物は無機アニオンが関与する化学反応の制御や,環境水中からの有用アニオンの回収あるいは汚濁性アニオンの除去の面で利用価値が高いと思われるが、これまで報告例は少ない。本研究ではシクロデキストリン母体として,無機アニオンに対する高い認識能を示すホスト化合物を設計することを目的とした。1)昨年度までの研究を通して,αーシクロデキストリンの一級水酸基をピリジニオ基で置換した化合物が水溶液中においてヨウ化物イオンと安定な1:1型の電荷移動錯体を形成することを明らかにしたが,今年度は分子空洞内径の大きなβー,γーシクロデキストリンをピリジニオ基で修飾し,錯形成に及ぼす空洞内径の影響を調べた。空洞内径の増加にれて結合定数は著しく低下し、錯体の安定化にホスト-ゲスト間のファンデルワ-ルス相互作用の寄与が大きいことを明らかにした。2)αーシクロデキストリンの一級水酸基の一つをピリジニオ基で置換し、さらに未修飾水酸基を全てベンゾイル化したホストは,水に溶けないがクロロホルムにはよく溶け,ヨウ化物イオンと極めて安定な1:1型電荷移動錯体を形成した。この錯形反応に及ぼす他の無機アニオンの拮抗阻作用を数値解析することを通して、このホスト化合物のクロロホルム中における無機アニオン認識能を評価した。ヨウ化物イオンに対する認識能が極めて高いことを定量的に明らかにした。3)αー,βー,γシクロデキストリンの一級水酸基の全てをブチルアミノ基で置換したホスト化合物の酸性水溶液中における無機アニオン認識能を調べた。2価アニオンである硫酸イオン,ピロ硫酸イオンに対する結合力が1価アニオンより一桁以上高いことを見出した。ホストの空洞内径も結合に影響を及ぼし,β型ホストが最も高い結合能を示した。