新規チオカリックスアレーンの創製とその機能開発

新型硫萼芳烃的创造及其功能开发

基本信息

批准号：
09750940
负责人：
壹岐伸彦
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はチオカリックス[4]アレーン(1)を修飾して次の3項目の機能開発を行い,当研究課題の目標を達成した.1. 金属イオンの高性能認識機能:1の架橋硫黄をSO及びSO_2に選択的に酸化し,それぞれスルフィニルカリックス[4]アレーン(2)及びスルホニルカリックス[4]アレーン(3)を合成した.1〜3の金属イオンの認識機能を溶媒抽出法で比較検討した.40種類もの広範な金属イオンの中から3はハードな金属イオンを,1はソフトな金属イオンを,2は両方を認識した.この様に架橋Sの酸化状態により金属イオンの認識選択性を制御できた.また架橋部位に配位原子を持たない通常のカリックス[4]アレーン(4)は同条件下で錯形成しないことを確認した.一方1のフェノール性水酸基をアルキル化し,テトラキス((エトキシカルボニル)メトキシ)チオカリックス[4]アレーン(5)を合成した.5のcone,partial cone,及びl,3-alternateの立体配座は塩基触媒によって制御できた.また5の立体配座によりアルカリ金属イオンの認識選択性が制御できた.以上は合成化学や錯体化学的に興味深いだけでなく,将来,金属錯体触媒や,金属イオンのセンシング法,高効率的分離回収法に応用を拓く,重要な発見である.2. 新規不斉識別機能素子:5に不斉アミンを導入した誘導体6を合成し,ガスクロマトグラフィー用の不斉固定相として用い光学異性体の分離に成功した.4から同様に得られた不斉固定相は不斉識別せず,本系でも架橋基の重要性が示された.3. 環境浄化機能材料:1を直接スルホン化し,水溶性ホスト化合物チオカリックス[4]アレーンテトラスルホン酸(7)を合成した.7は有機ハロゲン化合物等の環境中の有害物質を高効率で捕捉した.7とイオン交換材料を複合化し,水中のppmレベルの有機ハロゲン化合物の除去機能材料を創製した.

今年，我们对硫萼[4]芳烃(1)进行了修饰，开发了以下三个功能，实现了本研究项目的目标： 1．对金属离子的高性能识别功能：将1中的桥硫选择性氧化为SO和SO_2，分别合成亚磺酰基杯[4]芳烃(2)和磺酰基杯[4]芳烃(3)。1-3对比研究采用溶剂萃取法对40种金属离子的金属离子识别功能进行了研究。识别硬金属离子3种，识别软金属离子1种，两者都识别2种。这样，金属离子的识别选择性可以通过桥S的氧化态来控制。此外，正常的杯[4]芳烃(4)由于桥位处没有配位原子，因此不会形成另一方面，1的酚羟基被烷基化，合成四((乙氧基羰基)甲氧基)硫杯[4]芳烃(5)。锥体和l,3-交替的构象可以通过碱催化来控制。此外，碱金属离子的识别选择性可以通过5的构象来控制。以上仅从合成化学和复杂化学的角度来看是有趣的。然而，这是一个重要的发现，将为金属络合物催化剂、金属离子传感方法以及高效分离和回收方法开辟未来的应用前景。 2．我们合成了一种新型的不对称识别功能器件：在5中引入不对称胺的衍生物6，并成功地将其用作气相色谱的不对称固定相，以分离旋光异构体，并且该系统不区分不对称性。还证明了交联基团的重要性。3．通过直接磺化环境净化功能材料1. 7，高效捕获有机卤素化合物等环境有害物质7 和离子交换材料，合成了水溶性主体化合物硫萼[4]芳烃四磺酸(7)。可以去除水中ppm级有机卤素化合物的功能材料。