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脂溶性と水溶性が変化できるスイッチングイオン液体を使った抽出分離化学の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K19139
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関山口大学

研究代表者

上村 明男  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30194971)

研究分担者 藤井 健太  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (20432883)
川本 拓治  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (70756139)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードイオン液体 / 抽出分離 / 脂溶性 / 水溶性 / 保護基 / 錯体形成 / 溶解性 / スイッチング
研究成果の概要

イオン液体はそのユニークな特性から新しい液体として注目されているが、分離の問題があった。そこで本研究では、イオン液体を液―液抽出で容易に分離できるようにするために、イオン液体の溶解抽出特性を保護基の化学を使って容易に変換してしまう、スイッチングイオン液体の新概念を提唱し,種々の誘導体を合成した。カチオン部にアセタール―ジオールの変換を可能としたイオン液体の溶解抽出特性をしらべ、無機イオンの錯形成や有機合成反応に応用して生成物とイオン液体の完全分離を達成した。この溶解抽出特性の変化がジオール部の水素結合性によることをMDシミュレーションと物理化学的測定によって明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

溶媒の水溶性/脂溶性は通常は変更しづらいものとされている。この研究はそれをあえて簡単な化学操作によって変換して、溶ける/溶けない、を変えてしまおうという試みである。イオン液体はカチオンとアニオンの組み合わせによってできる新しい溶媒であるが、その溶解性を変えてしまう試みはこれまで少なく、脂溶性/水溶性の制御因子を探ることで、自由自在に操ることにつながる学術的な意義がある。これによりイオン液体の分離除去を容易にできることから、例えば錯体形成による放射性イオンの水溶液からの効果的な新規除去法の開発にも新しい可能性を開くことができ、社会的にも意義深い研究である。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] UCL(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UCL(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Physicochemical and Structural Properties of a Hydrophobicity/ Hydrophilicity Switchable Ionic Liquid2020

    • 著者名/発表者名
      Kota Ohkubo, Keiya Yanagisawa, Akio Kamimura, and Kenta Fujii
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 124 号: 18 ページ: 3784-3790

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.0c02067

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Depolymerization of polyamide 6 in hydrophilic ionic liquids2019

    • 著者名/発表者名
      Akio Kamimura,* Yuto Shiramatsu, and Takuji Kawamoto
    • 雑誌名

      Green Energy Environ

      巻: 4 号: 2 ページ: 166-170

    • DOI

      10.1016/j.gee.2019.01.002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a microwave-assisted sustainable conversion of furfural hydrazones to functionalised phthalimides in ionic liquids2018

    • 著者名/発表者名
      Valerija Karaluka, Kengo Murata, Shinto Masuda, Yuto Shiramatsu, Takuji Kawamoto, Helen C. Hailes,* Tom D. Sheppard* and Akio Kamimura*
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 8 号: 40 ページ: 22617-22624

    • DOI

      10.1039/c8ra03895c

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Solubility-switchable ionic liquids: A control of hydrophilicity and hydrophobicity using a protective group2018

    • 著者名/発表者名
      Akio Kamimura,* Yuto Shiramatsu, Kengo Murata, and Takuji Kawamoto
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 47 号: 8 ページ: 1079-1081

    • DOI

      10.1246/cl.180382

    • NAID

      130007430980

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 溶解特性を変化できるスイッチングイオン液体の創成研究:アニオン交換の効果2022

    • 著者名/発表者名
      金子奈央・南宏汰・藤井健太・川本拓治・上村明男
    • 学会等名
      日本化学会第102回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 溶解特性を変化できるスイッチングイオン液体の創成研究:トリオールユニットの導入効果2022

    • 著者名/発表者名
      南宏汰・金子奈央・藤井健太・川本拓治・上村明男
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多様な保護基を用いたスイッチングイオン液体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      金子奈央・南宏汰・川本拓治・藤井健太・上村明男
    • 学会等名
      第11回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スイッチングイオン液体の合成とその分配特性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      金子 奈央・柳澤 圭哉・川本 拓治・藤井 健太・上村 明男
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎水性/親水性をスイッチできる新基イオン液体を用いた金属イオンの溶媒抽出2020

    • 著者名/発表者名
      大久保晃太・柳澤圭哉・上村明男・藤井健太
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂溶性/水溶性を変換可能なスイッチングイオン液体の合成および物性2020

    • 著者名/発表者名
      柳澤圭哉・川本拓治・藤井健太・上村明男
    • 学会等名
      イオン液体Workshop2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂溶性と水溶性を制御できるスイッチングイオン液体の合成2020

    • 著者名/発表者名
      柳澤 圭哉・川本 拓治・藤井 健太・上村 明男
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Solubility switchable ionic liquids providing a good separation of ionic liquids and products2019

    • 著者名/発表者名
      Akio Kamimura*, Yuto Shiramatsu, Takuji Kawamoto
    • 学会等名
      ILSEPT2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脂溶性/水溶性を変化できる 新規なスイッチングイオン液体の合成とその溶解性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      柳澤 圭哉・川本 拓治・藤井 健太・上村 明男
    • 学会等名
      第10回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機合成化学を活用した化学リサイクル2019

    • 著者名/発表者名
      上村明男
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Use of ionic liquids for polymer degradation chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      Akio Kamimura
    • 学会等名
      The 27th Conference on Molten Salts and Ionic Liquids _ EuCheMSIL 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 白松 勇人・村田 健虎・川本 拓治・藤井 健太・上村 明男2018

    • 著者名/発表者名
      水溶性と脂溶性をスイッチできる新規イオン液体の合成と物性
    • 学会等名
      第9回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] New Aspect of Ionic Liquids: from Selective Decomposition of Polymers to Controlling Solubility2018

    • 著者名/発表者名
      Akio Kamimura
    • 学会等名
      The 6th Asian-Pacific Conference on Ionic Liquids and Green Processes (APCIL-6)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 疎水性/親水性をスイッチできる新規イオン液体の基礎物性とイオン間相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      大久保晃太・白 松勇人・上村明男・藤井健太
    • 学会等名
      日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective Depolymerization and Direct Conversion of Polyamides2018

    • 著者名/発表者名
      Akio Kamimura
    • 学会等名
      International Conference on Advanced and Applied Petroleum, Petrochemicals, and Polymers in 2018 (ICAPPP 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脂溶性と水溶性を変換可能な新規なイオン液体の創成2018

    • 著者名/発表者名
      白松 勇人・村田 健虎・Karaluka Valerie・川本 拓治・上村 明男
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶解性を変化できる新規なイオン液体の開発2017

    • 著者名/発表者名
      上村明男・白松勇人・村田健虎・川本拓治
    • 学会等名
      第8回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 溶解性を簡単な化学操作でコントロールできるイオン液体

    • URL

      http://www.chem.yamaguchi-u.ac.jp/work.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] バイオマスの変換をイオン液体を使って高効率に実現

    • URL

      http://www.chem.yamaguchi-u.ac.jp/work.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2023-01-30  

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