π電子相互作用が寄与するイオン液体の会合体形成と圧力による相転移

• 研究課題/領域番号: 22550018
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 高椋 利幸 佐賀大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70291838)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: イオン液体 / 陽イオン-π相互作用 / 水素結合 / クラスター / 不均一混合 / 小角中性子散乱 / 赤外吸収 / NMR / イミダゾリウム系イオン液体 / ベンゼン誘導体 / ミクロ不均一性 / 陽イオン－π相互作用 / 置換基効果 / C-H面外変角振動 / 2次元NMR / π-π相互作用 / C-H-π相互作用 / 立体障害 / 球形ミセル / SANS / ATR-IR / HOESY / メタノール / ベンゼン / 濃度ゆらぎ

研究概要

イミダゾリウム系イオン液体とベンゼンやその誘導体、メタノールおよび水との混合状態を、小角中性子散乱法、赤外分光法、NMR法、広角X線散乱法を用いて観測した。イオン液体とベンゼン系溶媒との混合には、イミダゾリウム環とベンゼン環との陽イオン-π相互作用が寄与している。一方、イオン液体とメタノールとの混合では、メタノール分子同士の水素結合によりメタノールクラスターが形成される。陰イオンを硝酸イオンとしたイオン液体は、水中で球形ミセルを形成することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Heat-Induced Phase Separation of Alkali Chloride-HFIP-Water Mixtures (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, Y. Kouda, and T. Shimomura
  • 雑誌名: J. Mol. Liquids, on web 巻: － ページ: 113-121
  • DOI: 10.1016/j.molliq.2013.03.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] SANS, Infrared, and ^<7>Li and ^<23>Na NMR Studies on Phase Separation of Alkali Halide-Acetonitrile-Water Mixtures by Cooling (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Haramaki, T. Shimomura, T. Umecky, and T. Takamuku
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 117 号: 8 ページ: 2438-2448
  • DOI: 10.1021/jp309881v
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Preparation Method of Lead-based Layered Perovskite Langmuir Film with aNegligible Amount of PbBr_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Oishi, E. Tsukamoto, M. Shimoda, T.Takamuku, T. Narita, and M. Era
  • 雑誌名: New J. Chem. 巻: 37 号: 3 ページ: 568-570
  • DOI: 10.1039/c2nj40922d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amide-induced Phase Separation of Hexafluoroisopropanol-Water Mixtures Depending on the Hydrophobicity of Amide (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, H. Wada, C. Kawatoko, T. Shimomura, R. Kanzaki, and M. Takeuchi
  • 雑誌名: T. Takamuku, H. Wada, C. Kawatoko, T. Shimomura, R. Kanzaki, and M. Takeuchi 巻: 14 号: 23 ページ: 8335-8347
  • DOI: 10.1039/c2cp40669a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Evidences for Molecular Origin of low-Q peak in Neutron/ X-ray Scattering of 1-Alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl) amide Ionic Liquids (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, T. Takamuku
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 巻: 135 号: 24 ページ: 244502-244502
  • DOI: 10.1063/1.3672097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solvation Properties of Aliphatic Alcohol-Water and Fluorinated Alcohol-Water Solutions for Amide Molecules Studied by IR and NMR Techniques (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku
  • 雑誌名: J. Solution Chem 巻: 40 号: 12 ページ: 2046-2056
  • DOI: 10.1007/s10953-011-9773-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clusters of Imidazolium-based Ionic Liquid in Benzene Solution (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shimomura, T. Takamuku
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 115 号: 26 ページ: 8518-8527
  • DOI: 10.1021/jp203422z
  • 査読あり
• [雑誌論文] N,N-Dimethylformamide-induced Phase Separation of Hexafluoroisopropanol-Water Mixtures (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, T. Shimomura, M. Tachikawa, and R. Kanzaki
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13 号: 23 ページ: 11222-11232
  • DOI: 10.1039/c0cp00338g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aggregation of Imidazolium-based Ionic Liquid, C12mimNO3, in Water and Benzene (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shimomura
  • 雑誌名: Activity Report on Neutron Scattering Research ページ: 1253-1253
• [雑誌論文] Studies on Phase Separation of Water-Miscible Organic Solvents-Water Mixtures by Addition of Several Solutes (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Takamuku
  • 雑誌名: Activity Report on Neutron Scattering Research ページ: 1252-1252
• [雑誌論文] Aggregation of 1-Dodecyl-3-methylimidazolium Nitrate in Water and Benzene Studied by SANS and ^<1>H NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, T. Shimomura, K. Sadakane, M. Koga, and H. Seto
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 14 号: 31 ページ: 11070-11080
  • DOI: 10.1039/c2cp40891k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Alkyl-chain Length on Mixing State of Imidazolium-based Ionic Liquid-Methanol Solutions (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Shimomura, K. Fujii, and T. Takamuku
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 12 号: 38 ページ: 12316-12324
  • DOI: 10.1039/c0cp00614a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solvation of the Amphiphilic Diol Molecule in Aliphatic Alcohol-Water and Fluorinated Alcohol-Water Solutions (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, M. Tanaka, T. Sako, T. Shimomura, K. Fujii, R. Kanzaki, and M.Takeuchi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 114 号: 12 ページ: 4252-4260
  • DOI: 10.1021/jp9097414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Alkyl-chain Length on Mixing State of Imidazolium-based Ionic Liquid-Methanol Solutions (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Shimomura
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. 巻: 12 ページ: 12316-12324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solvation of the Amphiphilic Diol Molecule in Aliphatic Alcohol-Water and Fluorinated Alcohol-Water Solutions (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Takamuku
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 巻: 114 ページ: 4252-4260
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray and Neutron Scattering Studies on Structure of Ionic Liquids on Micro- and Mesoscopic Scales (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Takamuku
  • 雑誌名: Activity Report, Synchrotron Light Application Center, Saga University 2008-2009 ページ: 150-152
• [雑誌論文] Mixing State of Benzene Solutions of Imidazolium-based Ionic Liquid, C_<12>mim^+TFSA^- (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Shimomura
  • 雑誌名: Activity Report on Neutron Scattering Research
• [学会発表] Meso and Microscopic Observations on Mixing of Ionic Liquids with Molecular Liquids (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku
  • 学会等名: 第18回九州溶液化学懇談会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-22
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体と分子性液体の混合に関する分子論的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: 浜松市(依頼講演)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] SANS法でみる分子性液体中におけるイオン液体の会合体形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 第3回中性子小角散乱解析法研究会
  • 発表場所: 大阪府(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-28
• [学会発表] Substituent Effects on Mixing of Ionic Liquid with Benzene Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, T. Shimomura , S. Inoue, S. Kadohata, and T. Umecky
  • 学会等名: EMLG/JMLG Annual Meeting 2012
  • 発表場所: Eger, Hungary
• [学会発表] 分子性液体の特性に依存したイオン液体の会合体形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: アジア連携分子研研究会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体と分子性液体の混合に関する分子論的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: 浜松
• [学会発表] Substituent Effects on Mixing of Ionic Liquid with Benzene Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku
  • 学会等名: European Molecular Liquids Group and Japanese Molecular Liquids Group Annual Meeting 2012
  • 発表場所: Eger, Hungary
• [学会発表] フッ化アルコール－水混合溶液がつくる溶媒和環境 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 第72回分析化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体とトリフルオロトルエンの混合に対するアルキル鎖の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門畑翔也
  • 学会等名: 第72回分析化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] NMR測定によるDBU-アルコール混合溶液の相互作用解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀崎義規
  • 学会等名: 第72回分析化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] β-ジケトナートをアニオンとするイオン液体の物理化学的性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安陪光敏
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
• [学会発表] イオン液体CnmimTFSAとベンゼン誘導体との混合状態に対するアルキル鎖長効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門畑翔也
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
• [学会発表] 強い電子供与性をもつDMSOとイオン液体C2mimTFSAの混合状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 保家宇宙
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
• [学会発表] 超塩基DBUとアルコールの混合状態の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀崎義規
  • 学会等名: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
• [学会発表] 分子レベルで観測するイミダゾリウム系イオン液体とベンゼン誘導体との混合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 日本分析化学会第61年会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] β-ジケトナートをアニオンとするイオン液体の密度、粘度、電気伝導度 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安陪光敏
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] DBU-アルコール2成分溶液の混合状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀崎義規
  • 学会等名: 2012年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀
• [学会発表] β-ジケトナートをアニオンとするイオン液体の諸物性に及ぼすフッ素導入効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安陪光敏
  • 学会等名: 2012年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀
• [学会発表] イオン液体-DMSO混合溶液中での遷移金属イオンの溶媒和構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 保家宇宙
  • 学会等名: 2012年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体C2mimTFSAと強い電子供与性をもつDMSOとの混合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 保家宇宙
  • 学会等名: 第35回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] アセチルアセトナートをアニオンとするイオン液体の諸物性に及ぼすフッ素導入効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安陪光敏
  • 学会等名: 第35回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] NMRを用いたDBU－アルコール2 成分混合溶液中の相互作用解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀崎義規
  • 学会等名: 第35回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体とベンゼン誘導体との混合状態に対する置換基効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 第35回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] イオン液体とベンゼン，トルエンおよびトリフルオロトルエンの混合状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 日本中性子科学会第12回年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] N-メチルイミダゾール系プロトン性イオン液体の酸塩基性とイオン伝導性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土井寛之
  • 学会等名: 第2回イオン液体討論会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] 強塩基+アルコール溶液からの低温廃熱を用いるCO_2回収 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅木辰也
  • 学会等名: 第2回イオン液体討論会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Aggregation of Imidazolium-based Ionic Liquids in Water, Benzene and its Derivatives (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Takamuku
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 種々のアルコール-水混合溶液中におけるL-ロイシンの溶媒和構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 波戸本洋平
  • 学会等名: 第34回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] ^7Li, ^<23>Na NMR法で観測した塩化アルカリ塩誘起によるアセトニトリル-水混合溶液の相分離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原槙宏樹
  • 学会等名: 第34回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] HFIP-水混合溶液のアミド分子に対する溶媒和と相分離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 第34回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] DBU-アルコール溶液のCO_2吸収と放散挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅木辰也
  • 学会等名: 第34回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] メソポーラスシジカ中に閉じ込めたイオン液体のX線構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉野公昭
  • 学会等名: 第34回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] ベンゼン誘導体中におけるイオン液体のクラスター形成に対するベンゼン置換基の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下村拓也
  • 学会等名: 第34回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Cluster Formation of Imidazolium-based Ionic Liquids in Methanol and Benzene Solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku and T. Shimomura
  • 学会等名: Globalization Program of Graduate School of Science and Engineering
  • 発表場所: Saga University
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] Cluster Formation of Imidazolium-based Ionic Liquids in Methanol and Benzene Solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Takamuku
  • 学会等名: Globalization Program of Graduate School of Science and Engineering
  • 発表場所: 佐賀市(Invited Lecture)
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] Effects of Benzene Substituents on Cluster Formation of Imidazolium-based Ionic Liquid in Benzene Derivatives (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shimomura
  • 学会等名: Globalization Program of Graduate School of Science and Engineering
  • 発表場所: 佐賀市
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] Absorption and Desorption Properties of CO_2 in DBU-Alcohol Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Umecky
  • 学会等名: 32nd International Conference on Solution Chemistry
  • 発表場所: La Grande Motte, France
  • 年月日: 2011-08-27
• [学会発表] ベンゼン誘導体中におけるイオン液体のクラスター形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下村拓也
  • 学会等名: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2011-07-09
• [学会発表] アルコール-水混合溶液中におけるアミノ酸分子の溶媒和構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 波戸本洋平
  • 学会等名: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2011-07-09
• [学会発表] 塩化アルカリ塩添加による水-アセトニトリル混合溶液の相分離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 原槙宏樹
  • 学会等名: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2011-07-09
• [学会発表] Cluster of Imidazolium-based Ionic Liquid in Benzene Solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, T. Shimomura , and T. Yamaguchi
  • 学会等名: EMLG/JMLG Annual Meeting 2011
  • 発表場所: Warsaw, Poland
• [学会発表] 溶媒特性をつくり出す分子間相互作用のミクロスコピックな観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Microphase Separation of Ionic Liquids Relaxed by Methanol (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Takamuku
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, U.S.A.
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] SANS法によるイオン液体と分子性液体との混合状態に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 下村拓也
  • 学会等名: 日本中性子科学会第10回年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] 冷却が誘起する塩化アルカリ-アセトニトリル-水混合溶液の相分離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 日本中性子科学会第10回年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体C_<12>mimTFSAと分子性液体との混合状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 下村拓也
  • 学会等名: 第33回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] 冷却による塩化アルカリ塩-アセトニトリル-水混合溶液の相分離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 原槙宏樹
  • 学会等名: 第33回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] HFIP-水混合溶液に対する電解質の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 江田裕樹
  • 学会等名: 2010年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] X線・中性子散乱法によるミクロスコピックな溶液構造の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 2010年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] アルコール-水混合溶液中におけるロイシンの溶媒和構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 波戸本洋平
  • 学会等名: 第47回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体C_<12>mimTFSAとベンゼンとの混合状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 下村拓也
  • 学会等名: 第47回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] 塩誘起によるHFIP-水混合溶液の相分離挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 江田裕樹
  • 学会等名: 第47回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] 冷却によるNaX-アセトニトリル-水溶液(X=Br,Cl)の相分離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 原槙宏樹
  • 学会等名: 第47回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] Microphase Separation of Ionic Liquids Relaxed by Methanol (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, T. Shimomura, and K. Fujii
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu U.S.A.
• [学会発表] X線および中性子散乱によるミクロからメゾスケールにおける溶液構造の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高椋利幸
  • 学会等名: 第33回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Effect of Methanol on Microphase Separation of Ionic Liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Takamuku, T. Shimomura, and K. Fujii
  • 学会等名: EMLG/JMLG Annual Meeting 2010
  • 発表場所: Lviv, Ukraine
• [備考]
  • URL: http://solution.chem.saga-u.ac.jp/index.html
• [備考] 高椋・梅木研究室
  • URL: http://solution.chem.saga-u.ac.jp/index.html
• [備考]
  • URL: http://solution.chem.saga-u.ac.jp/index.html
• [備考]
  • URL: http://solution.chem.saga-u.ac.jp/index.html