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マイクロ波利用化学反応の機構解明と分子選択的な化学変換手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19033004
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州工業大学

研究代表者

大内 将吉  九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 准教授 (60242244)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2008年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2007年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードマイクロ波 / 双極子モーメント / 酵素反応 / アレニウス式
研究概要

マイクロ波利用化学反応の機構解明を目的として, 平成19年度に引き続き, 以下の2つの項目を検討し, それぞれについて成果を得た。第1に, 酵素反応へのマイクロ波効果を検討した。固定化された酵素としてリパーゼ(Novozym435)をエステル交換反応に利用した際のマイクロ波照射の効果を検討し, 速度論的な解析を行なった。その結果, マイクロ波照射は, アレニウス式における化学反応の活性化エネルギーに影響を与えるものではなく, 反応基質の頻度因子の増加に影響することを明らかにした。つまり, マイクロ波照射によって基質分子の衝突回数が増加し, 反応速度上昇の効果をもたらしたと考えられる。
第2に, マイクロ波促進ペプチド合成におけるアミノ酸誘導体の双極子モーメントと反応収率の相関性を検討した。これまでに, ペプチド合成に関わる保護基導入反応や縮合反応にマイクロ波を照射しその有用性を示してきたが, 種々のアミノ酸残基に対して, 基質の双極子モーメントと反応収率が大きく関係することを見出した。また, 他の多くの有機反応のサーベイにより, 反応速度は同じ反応温度であれば, 通常の加熱反応と比較してマイクロ波照射は総じて2桁(100分の1の時間短縮)上回る反応速度であることも見出した。しかしながら, 分子レベルでの挙動としての促進メカニズムの詳細な解明には不十分であり, まだまだ多くの検証がなされる必要がある。今後は, マイクロ波照射によって反応に関わる分子の自由エネルギーが増えるに際して, 熱エネルギーばかりではなく運動エネルギーに配分される寄与を見積もり, それが反応を促進していると考え, これら分子メカニズムを明らかにする必要があるだろう。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (11件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Heating phenomena of mixed organic molecules under microwave irradiation2008

    • 著者名/発表者名
      D. Wakino, S. Arimitsu, S. Ohuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of Global Congress on Microwave Energy Applications 1

      ページ: 599-602

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of amino acid analysis by rapid pretreatment using micro wave2008

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuo, T. Yoshimoto, S. Yamaoka, S. Ohuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of Global Congress on Microwave Energy Applications 1

      ページ: 615-618

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic study of microwave assisted enzymatic reaction2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kimoto, Y. Ueda, S. Matsuo, S. Ohuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of Global Congress on Microwave Energy Applications 1

      ページ: 647-650

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave irradiated rolling circle amplification by temperature control of single mode2008

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshimoto, S. Ohuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of Global Congress on Microwave Energv ADD lications 1

      ページ: 791-793

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation of the Dipole Moment of Amino Acid Derivatives and the Reaction Yield in Microwave Assisted Peptide Synthesis2008

    • 著者名/発表者名
      S. Arimitsu, D. Wakino, K. Nishida, K. Uchibayashi, S. Ohuchi
    • 雑誌名

      Peptide Science 2007

      ページ: 205-206

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ波促進化学反応と化学進化2009

    • 著者名/発表者名
      脇野大輔, 大内将吉
    • 学会等名
      生命の起源と進化学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] MICROWAVE ACCELERATED HYDROLYSIS OF PROTEIN FOR AMIN O ACID ANALYSIS2008

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshimoto, S. Matsuo, S. Yam aoka, and S. Ohuchi
    • 学会等名
      ペプチド討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-10-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] DEGRADATION BEHAVIOR OF AMINO ACIDS IN CASE OF THE AC ID HYDROLYSIS OF PROTEIN UNDER MICROWAVE IRRADIATION2008

    • 著者名/発表者名
      D. Wakino, H. Nakamura, T. Yo shimoto, S. Yamaoka, and S. Oh uchi
    • 学会等名
      ペプチド討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-10-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波照射の酵素反応の速度論解析2008

    • 著者名/発表者名
      松尾聡子, 木本征吾, 大内将吉
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 有機反応や酵素反応へのマイクロ波利用2008

    • 著者名/発表者名
      大内将吉
    • 学会等名
      第65回産学交流サロン, 北九州産業学術推進機構
    • 発表場所
      北九州市
    • 年月日
      2008-04-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 微生物培養におけるマイクロ波照射の影響2008

    • 著者名/発表者名
      白川泰裕, 吉村武朗, 大内将吉
    • 学会等名
      第10回生体触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      鳥取県鳥取市
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] プロテアーゼの加水分解反応へのマイクロ波照射の効果2008

    • 著者名/発表者名
      芳本智彦, 脇野大輔, 木本征吾, 上田康之, 大内将吉
    • 学会等名
      第10回生体触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      鳥取県鳥取市
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生体触媒へのマイクロ波照射の反応促進効果2007

    • 著者名/発表者名
      上田康之, 木本征吾, 筑田健介, 松尾聡子, 吉村武朗, 大内将吉
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2007-12-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 生体触媒へのマイクロ波照射の反応促進効果2007

    • 著者名/発表者名
      上田康之, 木本征吾, 筑田健介, 松尾聡子, 吉村武朗, 大内将吉
    • 学会等名
      第1回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2007-09-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波照射の有機分子の加熱メカニズム2007

    • 著者名/発表者名
      有光慎之介, 脇野大輔, 西田訓宰, 内林恵一, 大内将吉
    • 学会等名
      第1回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2007-09-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 有機反応のマイクロ波促進効果に関する考察2007

    • 著者名/発表者名
      西田訓宰, 有光慎之介, 内林恵一, 大内将吉
    • 学会等名
      第1回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2007-09-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 酵素の素晴らしい機能をデザインする-生体触媒の有機合成への応用-, 第2章執筆担当, 「九工大世界トップ技術Vol.2」国立大学法人九州工業大学編2008

    • 著者名/発表者名
      大内将吉・吉田洋ー・則武智哉
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      西日本新聞社
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.bio.kyutech.ac.jp/~ohuchi/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.bio.kyutech.ac.jp/~ohuchi/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] ペプチドの迅速製造法2008

    • 発明者名
      大内将吉, 山岡伸也, 内海和夫, 守谷大輔
    • 権利者名
      九州工業大学
    • 産業財産権番号
      2008-192905
    • 出願年月日
      2008-07-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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