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Molecular interpretation of the hydrophobic hydration of the amino acid derivatives using IR and THz spectroscopies and DFT calculations

Research Project

Project/Area Number 21550011
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

MIZUNO Kazuko  福井大学, 大学院・工学研究科, シニアフェロー (10126641)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2011: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2010: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2009: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords弱い水素結合 / C-H…OH_2 / 分子間振動スペクトル / 疎水性水和 / 低分極なのにより束縛された水 / テラヘルツ分光法 / 赤外分光法 / 水の変角振動 / N-アセチル-L-アラニン-N-メチルアミド / 弱い(ブルーシフティング)水素結合 / テラヘルツ時間領域分光法 / 水の水素結合ドナー性 / 水の水素結合アクセプター性 / 水和クラスター / シミュレーション / アミノ酸誘導体 / DFT法
Research Abstract

We have found "strange water molecules" in aqueous solutions of organic compounds with a polar group like alcohols, amino acid derivatives, and proteins, where hydrogen bond donating strength of O-H groups is weakened, but the hydrogen bond accepting strength of the water oxygen is strengthened. We have demonstrated that strong co-operative hydrogen bonds are formed among HO-H…O and C-H…OH_2 hydrogen bonds, which leads to the formation of the strange water. We have identified the formation of the weak hydrogen bond C-H…OH_2 as the key role of the hydrophobic hydration of the solutes. We also observed inter-molelcular vibration spectra of C-H…O=C formed within aldehyde dimer and proved experimentally the presence of the weak hydrogen bonds.

Report

(4 results)
  • 2011 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (2 results) Presentation (23 results)

  • [Journal Article] THz TDS of weak intermolecular hydrogen bonds ; Observations of C-H…O=C in self-associated complexes of propionaldehyde2012

    • Author(s)
      K. Mizuno, T. Kikuchi, K. Murakami, H. Nagaoka, K. Fukui, K. Yamamoto, and M. Tani
    • Journal Title

      Proceedings of International Workshop on Far-Infrared Technologies 2012

      Volume: vol.4 Pages: 275-278

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  • [Journal Article] THz TDS of weak intermolecular hydrogen bonds ; Observations of C-H…O=C in self-associated complexes of propionaldehyde2012

    • Author(s)
      Kazuko Mizuno
    • Journal Title

      Proceedings of International Workshop on Far-Infr ared Technologies 2012

      Volume: 4 Pages: 275-278

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    • Author(s)
      K. Mizuno, T. Kikuchi, K. Murakami, H. Nagaoka, K. Fukui, K. Yamamoto, and M. Tani
    • Organizer
      The 4th Inter-national Workshop on Far-Infrared Technologies
    • Place of Presentation
      Univ. of Fukui, Fukui
    • Year and Date
      2012-03-08
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      水野和子
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      The 4th International Workshop on Far-Infrared Technologies 2012
    • Place of Presentation
      Univ.of Fukui(福井県)
    • Year and Date
      2012-03-08
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    • Organizer
      17th International Biophysic Conference
    • Place of Presentation
      National Conference Center, Beizing
    • Year and Date
      2011-12-01
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      水野和子
    • Organizer
      17th International Biophysic Conference
    • Place of Presentation
      National Conference Center, Beizing (RP of China)
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      2011-12-01
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      水野和子
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      兵庫県立大学(姫路市)
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      2011-09-17
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      水野和子
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      兵庫県立大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-17
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      2010-12-18
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      コンヴェンションセンター(ホノルル)
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      2010-12-18
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      第24回分子シミュレーション討論会
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      福井県県民ホール(福井)
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      水野和子,菊地拓也
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      第33回溶液化学シンポジウム
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      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2010-11-17
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      水野和子, 菊地拓也
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      第33回溶液化学シンポジウム
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      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2010-11-17
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  • [Presentation] IR studies of the hydrogen bonds of the water molecules in [ethanol/water]and[2, 2, 2-trifluoroethanol/water] mixtures2010

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      水野和子, 牧野嘉一郎
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      2010-09-15
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      水野和子
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      第32回溶液化学シンポジウム
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      水野和子
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      朱鷺メッセ (新潟)
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      2009-11-18
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      2009-11-18
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      徳島文理大学
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      2009-10-30
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      水野和子, 中嶋幸恵, 谷正彦, 山本晃司, 岩本敏志, 西澤誠治
    • Organizer
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    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2009-10-13
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    • Author(s)
      佐野充, 水野和子
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
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      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-21
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    • Author(s)
      菊地拓也, 水野和子
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-21
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      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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