エントロピー効果を最大化して巨大カチオンを安定に捕捉する籠状キレート配位子の開発

开发笼状螯合配体，通过最大化熵效应稳定捕获大阳离子

• 批准号: 22K14629
• 负责人: 永田 光知郎
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14629/
• 关键词: クラウンエーテル; 安定度定数; アルファ線; バリウム; 環状分子; ラジウム; 放射化学; アルカリ土類金属; 放射性同位元素

本研究はこれまで水中では安定な錯体を形成しないラジウムやアクチニウムなどの巨大なカチオンを捕捉するキレーター分子の開発を目的としている。イオン半径が1.2オングストロームを超えるカチオンの安定な配位数や配位構造は錯体化学の分野でも未知の領域である。また、これらのカチオンを安定に錯体化する手法を確立することができれば、アルファ線を放出する放射性同位元素(RI)を安全に投与でき、新たながん治療を世界的な普及への貢献に資すると考えている。本年度は、まず、新規に合成した配位子ならびに剛直な配位子骨格を有する配位子の合成を行った。これらの配位子を用いて、Ra2+と同族でアルカリ土類金属イオンであるSr2+及びBa2+ならびに各種ランタノイドイオン(Ln3+)を用いて、錯体合成の手法を確立した。各錯体の単結晶X線結晶構造解析により分子構造を決定した。得られた各錯体についての安定性評価を電位差滴定によって行った。また、これらのさらに、現在までに応募者が合成した10配位環状キレート配位子を用いた場合の結果と比較すると、同程度の熱力学的安定性を有することが判明した。

这项研究旨在开发能够捕获镭和锕等大阳离子的螯合剂分子，这些阳离子在水中不会形成稳定的络合物。离子半径超过1.2埃的阳离子的稳定配位数和结构是复杂化学领域的未知领域。此外，如果我们能够建立一种稳定地复合这些阳离子的方法，就可以安全地使用发射α射线的​​放射性同位素（RI），我认为这将有助于新的癌症治疗方法在全球范围内的传播。今年，我们首先合成了新合成的配体和具有刚性配体骨架的配体。利用这些配体，我们建立了一种使用Sr2+和Ba2+（与Ra2+同源的碱土金属离子）以及各种镧系离子（Ln3+）的配合物合成方法。通过单晶X射线晶体结构分析确定了每种配合物的分子结构。通过电位滴定评价所得复合物的稳定性。另外，当与迄今为止使用申请人合成的10配位环状螯合配体获得的结果进行比较时，发现它们具有相同水平的热力学稳定性。

项目成果

Synthesis, Structures, and Equilibrium Reactions of La(III) and Ba(II) Complexes with Pyridine Phosphonate Pendant Arms on a Diaza-18-crown-6 Ether

• DOI: 10.1246/bcsj.20210414
• 发表时间: 2022-03-01
• 期刊: BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 4
• 作者: Baba, Kazuaki;Nagata, Kojiro;Yoshimura, Takashi
• 通讯作者: Yoshimura, Takashi