金沢大学の研究: 供与体と受容体の相互作用に対するシロキサンの溶媒効果

金沢、日本, 2021 年 5 月 11 日 / PRNewswire / — 金沢大学の研究者は、Chemical Communicationsで、溶媒がドナーとアクセプターの相互作用の強さにどのように影響するかを報告しています。彼らは、低い適合性を提供するシリコーン溶媒が、炭化水素溶媒と比較して、芳香族分子間のドナー-アクセプター相互作用を強化することを発見しました。

芳香族ドナー-アクセプター（D-A）相互作用は、ドナー（電子が豊富）とアクセプター（電子が不足）の芳香族分子間の非共有結合の一種です。芳香族分子は、「非局在化」電子を持つXNUMXつまたは複数のリングを特徴としています。芳香族D–A相互作用は、ビルディングブロックのような非共有結合によって形成された分子の集合体である超分子構造を構築するために広く使用されています。超分子構造は、外部刺激応答性や自己修復などのスマートな特性を備えています。 DA相互作用によって形成される超分子構造の安定性とスマートな特性は、さまざまな状況でのD–A相互作用の特性に依存します。雨森翔吾金沢大学の同僚は、D–A相互作用の強さに対する溶媒効果を調査しました。彼らの発見は、芳香族D–A相互作用の起源と超分子構造の新しい分子設計への重要な洞察を提供します。

研究者らは、それぞれアクセプターおよびドナーとして、ピロメリット酸ジイミド（PMDI）およびピレン（Py）誘導体として知られる有機化合物を使用しました。 PMDIとPy誘導体間のD–A相互作用の強さは、D–A相互作用の結合定数によって評価されました。ここで、結合定数が高いほど、D–A相互作用が強くなります。

Amemoriらは、DA相互作用に対する溶媒効果の評価に、さまざまな極性の溶媒を使用しました。極性は、分子内の電荷の（正と負の成分への）分離に関連しています。低極性分子では、電荷分離は小さいです。これまでのほとんどの研究は脂肪族分子のクラスに属する低極性溶媒に焦点を当てていたため、科学者は別のクラスの化合物、いわゆるポリ（ジメチルシロキサン）（PDMS）またはオリゴ（ジメチルシロキサン）（ODMS）を調査しました。これらの分子は、完全に覆われた有機基であるシリコン-酸素結合のバックボーンで構成されており、溶媒として、一般に低極性になります。

研究者の主な発見は、シロキサンが脂肪族溶媒としてのヘキサンのそれと比較して、PMDIとPy誘導体の間のD–A相互作用のより高い会合定数をもたらすということです。この効果の起源に関して、科学者たちは芳香族分子（PMDIとPy）とシロキサン分子の間の「非互換性」を指摘しています。

Amemoriらは、さまざまなドナーおよびアクセプター分子を使用したさらなる調査が必要であると指摘しています。それにもかかわらず、おそらく一般的に溶解度が低いために、脂肪族溶媒よりもPDMSおよびODMS溶媒の方がD–A相互作用が強いという結果は、「低極性溶媒における芳香族D–A相互作用の起源を解明するのに役立つ可能性があります。。」

経歴

シロキサン

シロキサンとは、シリコン-酸素-シリコン（Si-O-Si）結合を特徴とする官能基を指します。シロキサンベースの化合物は人造であり、その疎水性、高い柔軟性、および低い熱伝導率のために、多くの工業的および商業的用途があります。シロキサンは、シリコーン、接着剤、潤滑剤、シーラントなどとして使用される材料の基礎です。シリコーンファミリーの著名なメンバーはポリ（ジメチルシロキサン）（PDMS）です。これは、最も広く使用されているシリコンベースの有機ポリマーです。雨森翔吾金沢大学の同僚は、相互作用させた芳香族ドナー分子とアクセプター分子の低極性溶媒として、PDMSとその短いバージョンであるオリゴ（ジメチルシロキサン）（ODMS）を使用しました。彼らは、芳香族分子とシロキサンの間の非相溶性のために、相互作用が他の低極性溶媒、ヘキサンなどの非シロキサンベースの溶媒よりも強いことを発見しました。

参照

雨森翔吾, 菊池恭香 & 水野元博。芳香族ドナー-アクセプター相互作用に対するポリ（ジメチルシロキサン）およびオリゴ（ジメチルシロキサン）溶媒効果、 化学。コミュン. 57、1141 –1144（2021）

DOI：10.1039 / D0CC06638A

URL： https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/cc/d0cc06638a

図へのリンク

https://www.kanazawa-u.ac.jp/latest-research/92071

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図のキャプション： PDMS、ODMS（ヘキサメチルジシロキサン）にPyとPMDIを含む混合物の吸収スペクトルと写真 n-ヘキサンとクロロホルム（PyとPMDIの濃度はそれぞれ11mMと2mMです）。溶液の色が濃く、吸光度が高いほど、会合定数が高くなります。

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