カドミウム・亜鉛・鉛・水銀イオンに対する新規な蛍光性化学センサーの開発

开发用于镉、锌、铅和汞离子的新型荧光化学传感器

基本信息

批准号：
14740399
负责人：
川上淳
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

本研究は、まだ報告例の少ないカドミウム・亜鉛・鉛・水銀イオン用蛍光性化学センサーの開発を目的として行われた。2年間の研究期間の最終年にあたる本年度は、幾つかの有用な蛍光性化学センサーの開発に成功し、一定の成果を納めることができた。例えば、ピリジン-キノリンポダンド誘導体による蛍光性化学センサーは、Zn^<2+>に対して強い蛍光を示し、選択性の面で難しいとされている同族のCd^<2+>よりもZn^<2+>に対しては約2倍の蛍光強度を示すことを見いだした。また、発光メカニズムについても検討し、時間依存密度汎関数法による非経験的分子軌道計算結果から、金属イオンがキノリン環の窒素原子に配位することによって最低励起状態がnπ^*からππ^*に変わり、蛍光を発するようになることを予想した。一方、8-ヒドロキシキノリン及び5-クロロ-8-ヒドロキシキノリンをキノリン環のそれぞれ2-位と7-位で1,2-ビス(2-ベンジルアミノエトキシ)エタンの両末端につないだ系では、Zn^<2+>とCd^<2+>に対する選択性が逆転するということを見いだし、8-ヒドロキシキノリン誘導体は亜鉛イオン用蛍光性化学センサーとして、5-クロロ-8-ヒドロキシキノリン誘導体はカドミウム用蛍光性化学センサーとして有用であることを示した。また、新しいタイプの蛍光性化学センサーとして、デンドリマー型のものの開発にも着手した。尚、本研究で得られた成果は、学会発表9件(内1件は国際会議)、学術論文5編により公表した。

这项研究的目的是开发镉、锌、铅和汞离子的荧光化学传感器，目前尚未有报道。今年是两年研究期的最后一年，我们成功开发了几种有用的荧光化学传感器，并取得了一定的成果。例如，基于吡啶-喹啉荚衍生物的荧光化学传感器对Zn ^ 2+ 表现出比其同源Cd ^ 2+ 更强的荧光，这据说在选择性方面是困难的。荧光强度约为2+>的两倍。我们还研究了发射机制，根据从头算分子轨道计算的结果，发现由于金属离子与喹啉环氮原子的配位，最低激发态从nπ^*变为ππ^*使用随时间变化的密度泛函理论，预计颜色会变为，并且会开始发出荧光。另一方面，在1,2-双(2-苄氨基乙氧基)乙烷的喹啉环的2位和7位两端连接有8-羟基喹啉和5-氯-8-羟基喹啉的体系中，分别对于 Zn^<2+> 和 Cd^<2+>他们发现8-羟基喹啉衍生物的选择性是相反的，并表明8-羟基喹啉衍生物可用作锌离子的荧光化学传感器，5-氯-8-羟基喹啉衍生物可用作镉的荧光化学传感器。我们还开始开发树枝状聚合物型新型荧光化学传感器。这项研究的结果通过九次学术报告（其中一次在国际会议上）和五篇学术论文的形式公开。