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イオン液体の不均一場を活用した化学反応の選択性の制御

研究課題

研究課題/領域番号 17KT0012
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 遷移状態制御
研究機関同志社大学

研究代表者

木村 佳文  同志社大学, 理工学部, 教授 (60221925)

研究分担者 八坂 能郎  金沢大学, 自然システム学系, 特任助教 (80631910)
遠藤 太佳嗣  同志社大学, 理工学部, 准教授 (50743837)
研究期間 (年度) 2017-07-18 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
キーワードイオン液体 / 不均一性 / プロトン移動 / 励起波長依存性 / 反応選択制 / 電子移動 / 不均一構造 / 励起状態プロトン移動 / 過渡吸収 / 時間分解蛍光 / 遷移状態 / 反応速度
研究成果の概要

本研究では極性部位と非極性部位からなるドメイン構造をもつイオン液体中での化学反応のポテンシャル面を、不均一な溶媒和座標と反応座標の二次元イメージとしてとらえ、反応経路を溶媒によって制御する可能性を追求した。イオン液体のドメイン構造による不均一構造は、電荷移動のような長距離相互作用が重要な反応では、顕著な効果はもたらさないが、プロトン移動のような短距離の反応では、選択的な効果をもたらすこと、またそれと関連してイオン液体の非極性部位での分子運動がイオン液体の構造的な運動とは相関していないことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオン液体のもつ構造特異性と反応基質の構造をデザインすることにより、化学反応の収率をコントロールできる可能性があることが本研究によって示され、またその物理化学的な背景があきらかとなった。特に、反応特異性が示される系とそうでない系の特徴を本研究で示したこと、また無極性部分の運動性の特徴が解明されたことは、今後イオン液体を活用していくにあたって、重要な指針をあたえるものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Solvation heterogeneity in ionic liquids as demonstrated by photo-chemical reactions2020

    • 著者名/発表者名
      Kimura Yoshifumi
    • 雑誌名

      Pure and Applied Chemistry

      巻: 0 号: 10 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1515/pac-2019-1116

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-excitation dynamics of N, N-dimethyl-p-nitroaniline in ionic liquids: Effect of cation alkyl-chain length2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura Yoshifumi、Fukui Teppei、Okazoe Shinya、Miyabayashi Hanamichi、Endo Takatsugu
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 289 ページ: 111128-111128

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2019.111128

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited-State Proton Transfer of 5,8-Dicyano-2-Naphthol in High-Temperature and High-Pressure Methanol: Effect of Solvent Polarity and Hydrogen Bonding Ability2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Fujii, Megumi Aramaki, and Yoshifumi Kimura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 122 号: 51 ページ: 12363-12374

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b09235

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoexcitation dynamics of p-nitroaniline and N,N-dimethyl-p-nitroaniline in 1-alkyl-3- methylimidazolium-cation based ionic liquids with different alkyl-chain lengths2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kimura, S. Ibaraki, R. Hirano, Y. Sugita, Y. Yasaka, M. Ueno
    • 雑誌名

      Phys. Chem.Chem. Phys.

      巻: 19 号: 33 ページ: 22161-22168

    • DOI

      10.1039/c7cp03610h

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited-State Proton Transfer of Cyanonaphthols in Protic Ionic Liquids: Appearance of a New Fluorescent Species2017

    • 著者名/発表者名
      Kaori Fujii, Yoshiro Yasaka, Masakatsu Ueno, Yoshinari Koyanagi,Sora Kasuga, Yoshihiro Matano, Yoshifumi Kimura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 121 号: 24 ページ: 6042-6049

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b03658

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イオン液体中におけるフラボノール誘導体の励起状態分子内プロトン移動過程の励起波長依存性2020

    • 著者名/発表者名
      宮林花道、藤井香里、渡邉拓未、俣野善博、遠藤太佳嗣、木村佳文
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics and Chemical Reactions in Ionic Liquids Reflecting the Heterogeneous Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kimura
    • 学会等名
      The 36th International Conference on Solution Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Excited state proton transfer of cyanonaphthol in high-temperature and high-pressure alcohol: Effect of solvent polarity and hydrogen bonding ability2019

    • 著者名/発表者名
      Kaori Fujii, Yoshifumi Kimura
    • 学会等名
      The 36th International Conference on Solution Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alkyl-chain length dependence of the excited state intramolecular proton transfer reaction in ionic liquids studied by the transient absorption spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      H. Miyabayashi, K. Fujii, 1Y. Matano, T. Endo, Y. Kimura
    • 学会等名
      Joint EMLG/JMLG Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一酸化炭素の回転から見るイオン液体の不均一構造2019

    • 著者名/発表者名
      隅田大樹,八坂能郎,木村佳文,遠藤太佳嗣
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体中のフラボノール誘導体に関する 光反応ダイナミクスの系統的理解と反応制御2019

    • 著者名/発表者名
      宮林花道,藤井香里,俣野善博,遠藤太佳嗣,木村佳文
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 6-ヒドロキシキノリンのプロトン移動からみたプロトン性イオン液体のプロトン活性2019

    • 著者名/発表者名
      松村千尋,藤井香里,七原悠夏,遠藤太佳嗣,木村佳文
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 6-ヒドロキシキノリンのプロトン移動からみたプロトン性イオン液体のプロトン供与能と受容能2019

    • 著者名/発表者名
      松村千尋,藤井香里,七原悠夏,遠藤太佳嗣,木村佳文
    • 学会等名
      第42回溶液化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体の特異な極性構造を用いた電子励起状態における反応制御2019

    • 著者名/発表者名
      宮林花道,藤井香里,渡邊拓未, 俣野善博, 遠藤太佳嗣,木村佳文
    • 学会等名
      第42回溶液化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 一酸化炭素の回転緩和によるイオン液体の不均一性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      隅田大樹,遠藤太佳嗣,木村佳文
    • 学会等名
      第42回溶液化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] On the excited state intramolecular proton transfer reaction in ionic liquids studied by the transient absorption2019

    • 著者名/発表者名
      Hanamichi Miyabayashi, Kaori Fujii, Takumi Watanabe, Yoshihiro Matano, Takatsugu Endo, Yoshifumi Kimura
    • 学会等名
      Student Conference on Light 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 一酸化炭素の回転から見るイオン液体:アルキル鎖長依存性2019

    • 著者名/発表者名
      隅田大樹、木村 佳文、遠藤太佳嗣
    • 学会等名
      第10回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体中のフラボノール誘導体の励起状態分子内プロトン移動過程におけるアルキル鎖長効果2019

    • 著者名/発表者名
      宮林花道、藤井香里、俣野善博、遠藤太佳嗣、木村佳文
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体中でのニトロアニリン類の励起状態緩和過程に対するアルキル鎖長効果2018

    • 著者名/発表者名
      木村佳文,福井哲平,岡副眞也,遠藤太佳嗣
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超臨界アルコール中での励起状態プロトン移動の測定と拡散反応モデルに基づく解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤井 香里,荒巻 愛,木村 佳文
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Excited state proton transfer of 5, 8-dicyano-2-naphthol in supercritical alcohol assessed by diffusion-controlled reaction model2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Fujii, Megumi Aramaki, Yoshifumi Kimura
    • 学会等名
      Joint Conference of EMLG/JMLG Annual Meeting 2018 and 41st Symposium on Solution Chemistry of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-excitation dynamics of p-nitroaniline compounds in ionic liquids: Effect of alkyl-chain length of cations2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Kimura, Teppei Fukui, Shinya Okazoe, Hanamichi Miyabayashi, Takatsugu Endo
    • 学会等名
      Joint Conference of EMLG/JMLG Annual Meeting 2018 and 41st Symposium on Solution Chemistry of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solvation Heterogeneity of Ionic Liquids Viewed from Translational and Rotational Dynamics of Solutes2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Kimura
    • 学会等名
      8th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Excited-state proton transfer of cyanonaphthols in protic ionic liquids2017

    • 著者名/発表者名
      Kaori Fujii, Yoshiro Yasaka, Masakatsu Ueno, Yoshinari Koyanagi,Sora Kasuga, Yoshihiro Matano, Yoshifumi Kimura
    • 学会等名
      EMLG - JMLG annual meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロトン性イオン液体中におけるプロトン移動反応 :イオン液体に特有の反応中間体の観測と同定2017

    • 著者名/発表者名
      藤井香里,八坂能郎,上野正勝,小柳誉也,春日想楽,俣野善博,木村佳文
    • 学会等名
      第11回分子科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アルキル鎖長の異なるイミダゾリウムカチオン系のイオン液体中におけるニトロアニリン類の光励起ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      木村佳文,茨木伸哉,平野隆成,杉田陽佑,八坂能郎,上野正勝
    • 学会等名
      第40回溶液化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] [Cnmim][NTf2]中におけるニトロアニリン類の光励起ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      木村佳文,茨木伸哉,平野隆成,杉田陽佑,八坂能郎,上野正勝
    • 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
  • [学会発表] プロトン性イオン液体中におけるシアノナフトールのプロトン移動ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      藤井香里,八坂能郎,上野正勝,小柳誉也,春日想楽,俣野善博,遠藤太佳嗣、木村佳文
    • 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

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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