アゾ色素のシクロデキストリン

包接における鎖長依存性

分子機能解析研究室　　芦田　美奈

鎖長に依存するのか？！

一般にアルキル鎖の長いアゾ色素はシクロデキストリン（CD）と

安定な包接体を形成しやすいことが報告されている。本研究では、

CDの包接挙動に対するアルキル鎖長の依存性を紫外可視吸収スペク

トル及び力場計算を用いて検討した。

実験

1. 合成

NN

NaO3S

N(C2H5)3

NH2

NN

NaO3SNH2

(CH3CO)2CO

NN NHCO(CH2)nCH3

NaO3S

NN NHCOCH3

NaO3S

+ CH3(CH2)nCOCl

+

in CH3CN2.5h , 0℃

24h , 25℃

( n = 2 , 4 , 6 )

2. 測定紫外可視吸収スペクトルを次の条件で測定した。

C 1 A m id o A z o ： 1 .9 9 2 × 1 0 - 5 m o l / l in p H 溶 液 /M e O H

C 3 A m id o A z o ： 2 .0 0 5 × 1 0 - 5 m o l / l in p H 溶 液 /M e O H

C 5 A m id o A z o ： 2 .0 1 5 × 1 0 - 5 m o l / l in p H 溶 液 /M e O H 色 素 濃 度

C 7 A m id o A z o ： 2 .0 2 3 × 1 0 - 5 m o l / l in p H 溶 液 /M e O H

測 定 溶 液 0 .1 M H C l , 1 0 - 3 M H C l , 1 0 - 5 M H C l , 1 0 - 3 M N a O H , 1 0 - 2 M N a O H

C D 濃 度 色 素 濃 度 に 対 し て 1 0 、 2 0 、 5 0 、 1 0 0 、 2 0 0 、 3 0 0 倍 添 加

測 定 装 置 S I M A D Z U U V - 2 5 0 0 P C

　　　　　　　　　　　　　　　＊但し、CD添加時の測定溶液には10-3M NaOH溶液を用いた。

Benesi-Hildebrandの式

C＋S CSKf

の平衡であるとき

3. 解析

＝

KfΔε[C]0[S]0ΔA

1+

[C]0Δε

但し、A:吸光度　　　ε:モル吸光係数(ε/l mol-1cm-1)[C]0 : CDの初濃度、[S]0 : 色素の初濃度　　ΔA=A-εc[C]0-εs[S]0

結果

1. 色素の吸収スペクトルのpH依存性

250

250

600

600

0

0

0.8

0.8

C3Amido

C7Amido

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

Wavelength/nm

Wavelength/nm

(351, 0.5622)

(352, 0.524)

△A=0.078

△A=0.063

0.8

0250 600

Wavelength/nm

Abs

orba

nce

C5Amido

△A=0.097

pH=1.0 pH=1.0

pH=1.0

pH=11.0 pH=11.1

pH=11.1

351

352 352

ε≒24200 (pH=11)

ε≒21700 (pH=11) ε≒23050 (pH=11)

Wavelength/nm349.5250 600

Abs

orba

nce

0

0.8 C1Amido

pH=1.0

pH=11.0

(349.5, 0.5063)

△A=0.084

ε≒21140 (pH=11)

(352, 0.5413)

pKa=1.98

pKa=2.40pKa=1.69

pKa=2.65

2. α-CD添加によるスペクトル変化

C1Amido/α-CD

C7Amido/α-CDC5Amido/α-CD

C3Amido/α-CD

Wavelength/nmWavelength/nm

Wavelength/nmWavelength/nm

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

pH=8.35pH=8.35

pH=8.35pH=8.35

250250

250250

600600

600600

00

00

0.80.8

0.80.8

0倍0倍

0倍0倍

△λ=18nm△λ=17.5nm

△λ=14nm△λ=14nm

200倍

300倍200倍

200倍

3. β-CD添加によるスペクトル変化

Wavelength/nmWavelength/nm

Wavelength/nmWavelength/nm

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

C1Amido/β-CD

C7Amido/β-CDC5Amido/β-CD

C3Amido/β-CD

pH=8.35pH=8.35

pH=8.35pH=8.35

250250

250250

600600

600600

0倍0倍

0倍0倍

200倍

200倍200倍

200倍

△λ=6.0nm

△λ=10nm△λ=7.5nm

△λ=6.5nm

00

00

0.80.8

0.80.8

4. γ-CD添加によるスペクトル変化

Wavelength/nmWavelength/nm

Wavelength/nmWavelength/nm

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

Abs

orba

nce

C7Amido/γ-CDC5Amido/γ-CD

C3Amido/γ-CDC1Amido/γ-CD

250250

250

600600

600600

pH=8.35

pH=8.35pH=8.35

pH=8.35

0

00

0250

0.8

0.80.8

0.8

0倍

0倍0倍

0倍200倍

200倍200倍

200倍

△λ=1.5nm

△λ=6nm△λ=3nm

△λ=3nm

5. CD添加による平衡定数

α-CD β-CD γ-CD 平衡定数(Kf) 標準偏差 平衡定数(Kf) 標準偏差 平衡定数(Kf) 標準偏差

C1Amido 2314 ±149 1211 ±120 ―

C3Amido 2873 ±204 1026 ±37

―

C5Amido 2789 ±138 2590 ±136

479 ±23

C7Amido 2583 ±161 2203 ±114 606 ±18

6. C3Amido/α-CD包接体の 1H NMR

8.0 7.8 7.6 7.4ppm

C3Amido/α-CD Complex

C3Amido

ab

cd

ba

NN

HN

-O3 S

O

(CH2)2CH3

a bc d

C3Amido / α-CD = 1 : 1

C3Amido:1.0×10-3 mol/l

　　　　　　　 in D2O

-15 150

0

-50

-25

110

10

60

E (

kcal

/mol

)

Z (Å)

Total energy

H-bonding

electrostaticvan der Waals

E (

kcal

/ mol

)

7. C3Amido/α-CD相互作用エネルギー

結論

250 600

0.8

0Wavelength/nm

Abs

orba

nce

dioxan 0%

90%

C3Amido誘電率効果

アゾ色素のシクロデキストリン包接における鎖長依存性?