分子包接による電気化学的シグナル変換に基づく新規化学センシングシステムの開発

开发基于分子包容电化学信号转换的新型化学传感系统

• 批准号: 10557213
• 负责人: 小田嶋 和徳
• 金额: $ 7.68万
• 依托单位: Nagoya City University (2000)The University of Tokyo (1998-1999)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10557213/
• 关键词: 化学センシング; カリックスアレーン類; ホモオキサカリックス[3]アレーン類; 液膜電極; 分子包接錯体; 膜電位変化; ドーパミン; 非経験的分子軌道法; ホモオキサカリックスアレーン類; H^1-NMR; ホスト-ゲスト錯体; 四級アンモニウム塩; フェノール類

「分子包接による電気化学的シグナル変換に基づく新規化学センシングシステムの開発」に関する研究の継続的展開並びに新たな発展として,優れたドーパミン/生体無機イオン(NH_4^+,K^+,Na^+)の膜電位変化の選択性を中心に多面的な検討を行った結果,以下のような知見が得られた。1.ドーパミンと選択的にホスト-ゲスト錯体を形成するカリックス[6]アレーン誘導体(1)並びにホモオキサカリックス[3]アレーン誘導体(2)のPVC担持液膜について,ゲスト濃度に応じたNernst電位応答挙動に注意しながら,ドーパミン/生体無機イオン(NH_4^+,K^+,Na^+)の膜電位変化を詳細に調べ,その選択性を支配する二つの要素として,(1)ゲストの脂溶性,(2)ホスト-ゲスト錯体形成の強さを分離して評価した。その結果,ホスト1と対照的にホスト2がドーパミン/生体無機イオンについて高選択的な膜電位変化を示す理由が,上記の要素(2)に関する優れた選択性に基づくことが明らかとなった。2.優れたドーパミン/生体無機イオン選択性を示すホモオキサカリックス[3]アレーン(2)について,^1H-NMR実験及び非経験的分子軌道計算(モデル化合物に対するHF/3-21G^*法)に基づいてホスト-ゲスト錯体の構造を推定した。その結果,ホスト-ゲスト相互作用は,ドーパミンの場合には主にホストのエーテル性酸素との水素結合であるのに対して,無機ゲストであるNa^+の場合には,ホストのエーテル性酸素並びにフェノール性酸素の両方との電荷-双極子相互作用であることが示唆された。

作为“基于分子包合物电化学信号转换的新型化学传感系统的开发”相关研究的不断发展和新发展，我们正在开发一种优秀的多巴胺/生物无机离子）作为专注于选择性的多方面研究的结果通过观察膜电位的变化，得到以下的结果。 1. 能够与多巴胺选择性形成主客体复合物的 PVC 支撑的杯[6]芳烃衍生物 (1) 和高氧杯[3]芳烃衍生物 (2) 液膜的能斯特电位响应与客体浓度的函数关系。然而，我们详细研究了多巴胺/生物无机离子（NH_4^+、K^+、Na^+）的膜电位变化，发现控制其选择性的两个因素是（1）客体的脂溶性；（2）客体的脂溶性。分别评估主客体复合物形成的强度。结果表明，与宿主1相比，宿主2对多巴胺/生物无机离子表现出高度选择性的膜电位变化的原因在于其对上述元素(2)具有优异的选择性。 2.同氧花[3]芳烃(2)的^1H-NMR实验和从头算分子轨道计算（模型化合物的HF/3-21G^*方法）显示出优异的多巴胺/生物无机离子选择性主客体复合物的结构是根据推导出来的。因此，在多巴胺的情况下，主客体相互作用主要是与主体的醚氧的氢键，而在无机客体Na^+的情况下，主客体相互作用主要是氢键有人认为，涉及与酚氧和酚氧的电荷偶极相互作用。

项目成果

J.Matsuo: "A Novel Chiral Pentamine Ligand for Enantioselective α-Alkylation of Acyclic Lithium Amide Enolates"Organic Letters. 1(2). 345-347 (1999)

J. Matsuo：“一种用于无环锂酰胺烯醇化物对映选择性 α-烷基化的新型手性五胺配体”有机快报 1(2) (1999)。

Y.Yamashita: "Construction of Chiral Quaternary Carbon Centers by Asymmetric Alkylation of Achiral Lithium Enolates by Chiral Tetradentate Ligands"Tetrahedron Letters. 1(2). 2803-2806 (1999)

Y.Yamashita：“通过手性四齿配体对非手性烯醇锂进行不对称烷基化来构建手性季碳中心”四面体字母。

K.Odashima: "A Systematic Study on the Complexation of Quaternary Ammonium Salts and Neutral Phenols" Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 46(8). 1248-1253 (1998)

K.Odashima：“季铵盐和中性酚络合的系统研究”化学和制药通报。

Y.Yamashita: "Catalytic Asymmetric Protonation of Achiral Lithium Enolates Mediated by a Chiral Tetraamine Ligand with Water as a Protpn Source"Tetrahedron Letters. 41(2). 209-213 (2000)

Y.Yamashita：“手性四胺配体介导的非手性锂烯醇化物的催化不对称质子化，以水为蛋白质源”四面体字母。

T.Ito: "A Variety of Lipophilic Amines Incorporated in Liquid Membranes Exhibit Potentiometric Responses to Neutral Phenols" Analytical Sciences. 14(2). 89-98 (1998)

T.Ito：“液膜中掺入的各种亲脂胺对中性酚表现出电位响应”分析科学。