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溶液・固体NMR法によるイオン液体の構造解明

研究課題

研究課題/領域番号 20031006
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関千葉大学

研究代表者

関 宏子  千葉大学, 分析センター, 准教授 (60114245)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2009年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2008年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードNMR / 緩和時間(T_1, T_2) / イオン液体 / 溶液動態 / コンタクトシフト / 拡散係数(D) / 緩和時間(D_1, T_2)
研究概要

今まで、1-alkyl-3-methylimidazolium halide[C_nmim]Xを中心にアルキル鎖の長さと相転移の関連性などの解明を試みてきた。今回は、相転移と分子局部の運動性との関連性、結晶化の特異性の追求と、アニオンの違いによる物性の違いを検討した。試料として、1,3-dimethylimidazolium([C_1mim])カチオンとbis(trifluoro methylsulfonyl)amide、(CF_3SO_2)_2N(NTf_2と略記)アニオンとbis(pentafluoro ethylsulfonyl)amide、(CF_3CF_2SO_2)_2N(NPf_2と略記)アニオンを組み合わせたイオン液体のNMR実験を遂行した。また、常磁性イオン液体におけるカチオンーアニオン相互作用について、溶媒を変えた場合の変化を検討した。
1.[C_nmim]Br(n=2,3,4)の緩和時間からの検討結果、[C_4mim]Brは降温過程で結晶化しないが昇温過程で結晶化するのに対して、[C_2mim]Brでは降温過程で結晶化する。これは、^<13>Cの相関時間に現れるような各グループ間の運動性の差が大きく影響していると結論した。
2.[C_1mim]NTf_2と[C_1mim]NPf_2のアニオンの違いによる物性の違いを検討した。両者は結晶化の状態が大きく異なっており、アニオンの運動性やサイズが影響していることが示唆された。
3.常磁性イオン液体のコンタクトシフトのCD_3CNとCD_2Cl_2の溶液における濃度依存性を検討した。Feの常磁性をプローブとすることで、イオン液体のアニオン-カチオン相互作用のみでなく、カチオンの挙動も観測できることが示唆された。
4.[C_4mim]Brと[C_4mim]PF_6のいずれも降温過程では結晶化しないが、昇温過程で結晶化する。その結晶化の時間が、非常に遅いことが判明した。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2010 2009 2008 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) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] NMR study on relationships between reorientational dynamics and phase behaviour of room-temperature ionic liquids : 1-alkyl-3-methylimidazolium cations2010

    • 著者名/発表者名
      M.Imanari
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys. 12

      ページ: 2959-2967

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the molecular reorientational dynamics of the neat ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium bromide in the super cooled state using ^1H and ^<13>C NMR spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      M. Imanari
    • 雑誌名

      Magn. Reson. Chem 47

      ページ: 67-70

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1^H NMR study on reorientational dynamics of an ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium bromide, accompanied with phase transitions2008

    • 著者名/発表者名
      M. Imanari
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 459

      ページ: 89-93

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion Pair Formation of Alkylimidazolium Ionic Liquids in Dichloromethane2008

    • 著者名/発表者名
      S. Katsuta
    • 雑誌名

      J. Chem. Eng. 53

      ページ: 1528-1532

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR Study for Self-agregation of 1-Butyl-3-methylimidazolium Bromide in Aaueous Solution2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya
    • 雑誌名

      Anal. Sic. 24

      ページ: 1369-1371

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 常磁性イオン液体の^<13>C-NMRによるアニオンーカチオン相互作用の研究2010

    • 著者名/発表者名
      関宏子
    • 学会等名
      日本薬学会第130年会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] [C_4mim]^+カチオンを含むイオン液体の遅い相転移2010

    • 著者名/発表者名
      関宏子
    • 学会等名
      第2回イオン液体全体会議
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2010-01-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性イオン液体1-alkyl-3-methylimidazoliumtetrachloroferrate の^<13>C-NMRスペクトル2009

    • 著者名/発表者名
      今成司
    • 学会等名
      第3回分子化学討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-09-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体1,3-dimethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide の相転移とダイナミクスとの関連性2009

    • 著者名/発表者名
      宮野梢
    • 学会等名
      第3回分子化学討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-09-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体1,3-dimethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfony)amide の相転移とダイナミクスとの関連性2009

    • 著者名/発表者名
      宮野梢
    • 学会等名
      第76回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会・第80回計測自動制御学会力学量計測部会第・26回合同シンポジウム
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      2009-06-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体の結晶多形:1-Isopropyl-3-methylimidazolium Bromide2009

    • 著者名/発表者名
      川幡正俊
    • 学会等名
      第76回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会・第80回計測自動制御学会力学量計測部会第・26回合同シンポジウム
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      2009-06-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of distance between cation and anion of paramagnetic ionicliquid 1-butyl-3-mthylimidazolium tetrachloroferrate by ^<13>C NMR2009

    • 著者名/発表者名
      Mamoru Imanari
    • 学会等名
      The 50^<th> ENC
    • 発表場所
      Asilomar, California
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] NMR study on influence of alkyl-chain length in phase transition of 1-alkvl-3- methylimidazolium bromide2009

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Seki
    • 学会等名
      The 50^<th> ENC
    • 発表場所
      Asilomar, California
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] NMR Study on Relation between Reorientational Dyanamics and Phase Transitions of Room Temperature Ionic Liquids : 1-alkyl-3-methyl-imidazolium Cations2009

    • 著者名/発表者名
      今成司
    • 学会等名
      3^<rd> International Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Australia
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性イオン液体bmimFeCl_4の^<13>CNMRによる構造解明2008

    • 著者名/発表者名
      関宏子
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金特定領域研究「イオン液体の科学1平成20年度第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 1-Methyl-3-propylimidazolium bromideの相転移に伴う分子ダイナミクスのNMRによる研究2008

    • 著者名/発表者名
      宮野梢
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.cac.chiba-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.cac.chiba-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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