シクロデキストリン化学の新展開-水系から非極性溶媒系での分子認識へ

环糊精化学的新进展——从水性体系到非极性溶剂体系中的分子识别

基本信息

批准号：
22550122
负责人：
木田敏之
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、非極性溶媒中で高度な分子認識能を示す革新的シクロデキストリン(CD)ホスト分子の開発とそれを用いた汚染オイル中からの有害物質の高効率除去を目的としている。本年度は、非極性溶媒中で高度な分子認識能を示すCDホスト分子の開発を目的として、種々のCD誘導体を設計・合成し、それらの非極性溶媒中での分子認識能を検討した。CDホスト分子に、6-O-tert-ブチルジメチルシリル化β-CDや6-O-トリイソプロピルシリル化β-CDといった6位修飾β-CDを用いた時、非極性溶媒中のハロゲン化ベンゼンとの顕著な包接錯体形成が認められた。特に、これらのCDホスト分子は2置換以上のハロゲン化ベンゼンと安定な包接錯体を形成することがわかった。また、用いる非極性溶媒の種類により、これらのCDホスト分子のゲスト選択性が変化することがわかった。例えば、ベンゼン中では1,2-ジクロロベンゼンよりも1,3-ジクロロベンゼンに対し高い包接選択性を示したのに対し、シクロヘキサン中ではそれらに対する包接選択性が逆転した。一方、1,2,4-トリクロロベンゼンに対しては、CD空孔内への包接モードの違いにより、ベンゼン中とシクロヘキサン中とで1オーダー異なる会合定数が観測された。これらのCDホスト分子は、非極性溶媒中の臭素化ベンゼンならびにヨウ素化ベンゼンに対しても顕著な包接能を示し、特に1,2-ジブロモベンゼンに対し高い包接能(会合定数>2500M^<-1>)を示すことが明らかとなった。さらに、これらのCDホスト分子は、非極性溶媒中でピレンやナフタレンといった多環式芳香族化合物とも包接錯体を形成し、用いる溶媒によって包接錯体の構造が劇的に変化することが分かった。

这项研究旨在开发创新的环糊精（CD）宿主分子，这些分子在非极性溶剂中具有高分子识别能力，并使用它们有效地从受污染的油中清除有害物质。今年，为了开发在非极性溶剂中具有高分子识别能力的CD宿主分子，设计和合成了各种CD衍生物，并检查了其在非极性溶剂中的分子识别能力。当6个位置修饰的β-CD（例如6-O-TERT二甲基二甲基二酰基二甲基二酰基甲基二甲基二甲基二酰基甲基二酰基甲基二甲基二酰基）和6-O-三异丙基硅烷基硅烷基硅烷基硅烷基甲硅烷基二甲酰基化的β-CD用作CD宿主分子时，在非极性溶剂中观察了与卤代苯的显着纳入融合复合物形成。特别是，已经发现这些CD宿主分子与两个或多个卤代苯形成稳定的包含复合物。还发现，这些CD宿主分子的客体选择性根据所使用的非极性溶剂的类型而变化。例如，在苯中，1,3-二氯苯对1,3-二氯苯的包含选择性的选择性高于1,2-二氯苯，而在环己烷中，其纳入选择性的选择性更高。另一方面，对于1,2,4-三氯苯，由于包含模式在CD孔中的差异，观察到1,2,4-三氯苯的关联常数。这些CD宿主分子还具有非极性溶剂中溴化苯和碘化苯的显着纳入能力，并被发现具有高包含能力（关联常数> 2500m^<-1>>），尤其是1,2-二溴苯。此外，发现这些CD宿主分子还形成了与多环芳族化合物（如pyrene和非极性溶剂中的pyrene和萘）形成包容性复合物，并且包容络合物的结构根据所使用的溶剂而发生了巨大变化。