알킬 아민과 β-Cyclodextrin간의 착물형성에 관한 형광법적 연구

Abstract

Styryl염료와 β-cyclodextrin(β-CD)간의 착물 형성을 형광 방법으로 연구하고, 그 결과를 이용하여 여러 가지 알킬 아민, 알코올, 알킬 viologen들과 β-CD간의 착물형성을 조사하였다. 형광 적정방법으로 구한 2-(4-dimethylaminostyryl)-N-methyl pyridinium iodide(2-ASP) 및 4-(4-dimethylaminostyryl)-N-methyl pyridinium iodide(4-ASP) 와 β-CD간의 착물 형성 상수는 2-ASP와 4-ASP 모두 약 1000 ± 100 mol^(-1)dm^(3)로 얻어졌다. 이는 ASP분자의 styryl기 부분이 β-CD에 우선적으로 삽입되는 것으로 해석된다. 그러나 β-CD와의 착물형성에 따른 형광세기의 증가는 2-ASP가 1.5배 4-ASP보다 컸다. 여러 가지 아민, 알코올, 알킬 viologen들과 β-CD간의 착물형성은 CD공동에 대한 이들 손님분자와 ASP의 경쟁적 착물 형성에 따른 ASP의 형광감소를 추적함으로 연구하였다. 양이온성 guest로는 alkylammonium염 (C_(n)H_(2n+1)NH_(3)^(+) : n= 4-10, 12, 14, 16), N-alkyl-4,4'-bipyridinium염 (n=8, 12)과 N-alkyl-N'-methyl-4,4'-bipyridinium염 (n = 8, 12, 14)을 사용하였고, 중성 guest로는 alkylamine((C_(n)H_(2n+1)NH_(2) : n=4-10)과 alcohol (C_(n)H_(2n+1)NH : n=4-9)을 사용하였다. 이들의 1:1 및 1:2 착물 형성 상수를 non-linear least-squares 회귀분석으로 계산하였다. In K와 n(알킬 사슬의 탄소수)간에는 n ≤ 10인 경우 비교적 좋은 직선관계가 얻어졌다. 알킬 사슬의 탄소수가 10 이상인 guest에서는 1:2의 착물도 형성됨이 관찰되었다. 같은 길이의 알킬 사슬을 갖는 경우, C_(n)H_(2n+1)OH와 C_(n)H_(2n+1)NH_(2)는 비슷한 착물 형성 상수를 보였으며, 그 값은 methylene기가 하나 많은 alkylammonium의 값과 유사하였다. 이는 친수성인 ammonium기에 직접 결합된 methylene기는 이것의 비교적 작은 소수성 때문에 β-CD와의 결합에 기여하지 못하는 것으로 설명된다.;Formation of the inclusion complexes between (dimethylaminostyryl)-N-methyl pyridinium iodides(ASPs') and β-cyclodextrin was studied by fluorometric method. Addition of β-CD to ASP solution enhances fluorescence intensity of the dye and exhibits blue shift of maximum emission wavelength. The association constants of ASPs with β-CD were calculated by a Benesi-Hildebrand type equation to be 1000±100 mol^(-1)dm^(3). This suggests that styryl moiety of ASP is the prefered binding site. However, the enhancement of fluorescence intensity of 2-ASP upon binding site β-CD is 1.5 times greater than the corresponding value of 4-ASP. Formation of inclusion complexes between neutral or cationic guest molecules and β-CD was also studied by fluorometric method using 2-ASP as a competitive fluorescent probe. Alkylammonium salts(n = 4-10, 12, 14, 16) and N-alkyl-4,4'-bipyridinium salts(n = 8, 12, 14) were used as cationic guests. Alkylamine(n = 4-10) and alcohol(n = 4-9) were used as neutral guests. The 1:l and 2:l β-CD-guest association constants were obtained from non-linear least-squares regression analysis of fluorescence titration data. Alkylammoniums of n ≥ 10, alkylamines and alcohols of n ≥ 8 form 2:l β-CD-guest complexes, in addition to 1:l complexes. This indicates that the maximum number of alkylchain of carbon atom of guest molecule, that can be accommodated inside the β-CD cavity, is 8.