分子認識と相分離を利用する易水容性分子の水溶液からの高効率分離回収法

利用分子识别和相分离从水溶液中高效分离和回收易溶于水的分子的方法

基本信息

批准号：
14655332
负责人：
壹岐伸彦
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

当研究の目的は新規ホスト分子チアカリックスアレーン(TCA)の易水溶性分子に対する包接能を活用し,その高効率分離回収法の可能性を検討するところにある.前年度までに1.ゲスト分子の適用限界の調査,2.包接機構の解明を行った.本年度は3.TCAの分子修飾による包接能の高度化を検討した.3.TCAの分子修飾による包接能の高度化TCAは溶液中でコンホメーション変換運動をしており,これは易水溶性分子の包接能を弱めていると予想できる.そこで分子修飾を施し,コンホメーションの動的な揺らぎを制限することを企図した.まず,分子修飾としてTCAのフェノール性OHの一つをアルキル化し,OCH_2COOHとした.アルコールやケトン,ニトリルなど水溶性ゲストに対する包接能を調べた.TCAの場合より大きなゲスト分子に対して高い包接能を示したが,TCAモノカルボン酸はより小さなゲストに対し,高い包接能を示した.特にメタノールに対し10^2M^<-1>を越える大きな包接能を示した。これはモノアルキル化の結果,空孔の形状が制御され,あるいは空孔サイズが制限され,小分子の包接に適合したと考えた.一方大きなゲスト分子は生成したホストゲスト錯体において疎水的アルキル部位を空孔の外に露出するため,不安定となると考えた.一方,TCAの最大の特徴である,金属イオンとの錯形成能を利用し,TCAのフェノール部位を固定した.Cu(II),Cd(II)イオンのTCA錯体について易水溶性分子の包接能を評価した.その結果TCAに比べ,錯体は一桁程度の包接能の向上を示すことがわかった.これは統計的な効果を上回る包接能の向上であり,コンホメーション固定の効果と考えられる.以上から易水溶性分子のホスト設計の指針が得られ,これを塩析などの相転移と組み合わせれば,易水溶性分子の分離回収技術の開発につながると考えられる.

本研究的目的是利用新主体分子硫代杯芳烃（TCA）对易溶于水的分子的包合能力，并探讨高效分离和回收方法的可能性，研究分子的应用极限2。阐明包容机制。今年，我们研究了 3. 通过 TCA 的分子修饰增强包合能力 3. 通过 TCA 的分子修饰增强包合能力 TCA 在溶液中发生构象转变，这可能会削弱易溶于水的包合能力。分子。我们试图通过对分子进行性客体修饰来限制构象的动态波动我们研究了比TCA更大的客体分子的包合能力，但是TCA一元羧酸对更小的客体分子表现出更高的包合能力。特别是对于甲醇，它表现出超过10^2M^-1>的大包合能力。这是因为单烷基化控制了孔的形状或限制了孔径，使其适合包含小分子。另一方面，大的客体分子具有疏水性烷基，我们认为该位点会暴露出来另一方面，我们利用TCA与金属离子形成络合物的能力，固定了TCA的酚位，这是TCA.Cu(II),Cd(II)的最大特点我对100%的TCA复合物的易水溶性分子的包合能力进行了评价。结果表明，与TCA相比，该复合物的包合能力提高了约一个数量级，这是沟通能力和控制能力的提高。。这被认为是构象固定的效果。以上为易溶于水的分子的主体设计提供了指导，如果将其与盐析等相变相结合，将导致分离和回收的发展易溶于水的分子的技术成为可能。