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統計力学と量子化学を組み合わせた溶媒和理論によるイオン液体中の化学反応の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 24750015
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物理化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

横川 大輔  名古屋大学, 理学研究科(WPI), 准教授 (90624239)

研究協力者 臼井 孝介  名古屋大学, 大学院理学研究科
Arifin  名古屋大学, 大学院理学研究科
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードイオン液体 / 水和反応 / グルコース / 量子化学計算 / RISM法 / 積分方程式 / グルコースの加水分解 / 溶媒和 / 溶媒和理論 / RISM / 自由エネルギー
研究成果の概要

本研究課題では、イオン液体中での化学反応の理論的解明を目指し、積分方程式理論と量子化学計算を組み合わせた理論の開発を行った(RISM-SCF-SEDD法)。本手法を用いて、イオン液体中におけるセロビオースからグルコース、グルコースから5-ヒドロキシメチルフルフラールへの加水分解反応の研究を行った。両方の反応において、溶質分子のプロトン化が重要であることがわかった。さらに、今回検討したイオン液体に含まれる塩化物イオンが、反応の活性化自由エネルギーを低くする上で非常に重要であることも明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Super-Reduced Polyoxometalates: Excellent Molecular Cluster Battery Components and Semipermeable Molecular Capacitors2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Nishimoto, Daisuke Yokogawa, Hirofumi Yoshikawa, Kunio Awaga, and Stephan Irle
    • 雑誌名

      Journal of the American Society

      巻: 136 号: 25 ページ: 9042-9052

    • DOI

      10.1021/ja5032369

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Strap Strategy for Construction of an Excited-State Intramolecular Proton Transfer (ESIPT) System with Dual Fluorescence2014

    • 著者名/発表者名
      N. Suzuki, A. Fukazawa, K. Nagura, S. Saito, H. Kitoh-Nishioka, D. Yokogawa, S. Irle, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 53 号: 31 ページ: 8231-8235

    • DOI

      10.1002/anie.201404867

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Cellobiose Hydrolysis to Glucose in Ionic Liquids2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimura, D. Yokogawa, and S. Irle
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 603 ページ: 7-12

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2014.04.014

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Linear response approximation to reference interaction site model self-consistent field explicitly including spatial electron density distribution. Free energy2013

    • 著者名/発表者名
      D. Yokogawa
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 138 号: 16 ページ: 164109-164109

    • DOI

      10.1063/1.4802001

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of a new interaction mode between the Src homology 2 domain of C-terminal Src kinase (Csk) and Csk-binding protein/phosphoprotein associated with glycosphingolipid microdomains2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H, Akagi K, Oneyama C, Tanaka M, Sasaki Y, Kanou T, Lee YH, Yokogawa D, Dobenecker MW, Nakagawa A, Okada M, Ikegami T
    • 雑誌名

      J Biol Chem 2013

      巻: 288(21) 号: 21 ページ: 15240-54

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.439075

    • NAID

      120006770869

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New fitting approach of electrostatic potential for stable quantum mechanical calculations using the reference interaction site model2013

    • 著者名/発表者名
      D. Yokogawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 587 ページ: 113-117

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.09.062

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influences of Dispersion and Long-Range Corrections on Molecular Structures of Three Types of Lithium Phthalocyanine Dimer2013

    • 著者名/発表者名
      Michinori Sumimoto, Yukio Kawashima, Daisuke Yokogawa, Kenji Hori, Hitoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      International Journal of Quntum Chemistry

      巻: 113 号: 3 ページ: 272-276

    • DOI

      10.1002/qua.24072

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The development of a revised version of multi-center molecular Ornstein-Zernike equation2012

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kido, Daisuke Yokogawa, Hirofumi Sato
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett.

      巻: 531 ページ: 223-228

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2012.02.005

    • NAID

      120003988379

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A modified repulsive bridge correction to accurate evaluation of solvation free energy in integral equation theory for molecular liquids2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kido, D. Yokogawa, and H. Sato
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 137 号: 2 ページ: 24106-24106

    • DOI

      10.1063/1.4733393

    • NAID

      120005439720

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the isotropic site-site potential for exchange repulsion energy and combination with the isotropic site-site potential for electrostatic part2012

    • 著者名/発表者名
      D. Yokogawa
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 137 号: 20 ページ: 204101-204101

    • DOI

      10.1063/1.4766312

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical and experimental study on the excited states of the X-, α- and β-forms of lithium phthalocyanine2012

    • 著者名/発表者名
      Michinori Sumimoto, Daisuke Yokogawa, Yukio Kawashima, Kenji Hori, Hitoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta Part A

      巻: 91 ページ: 118-125

    • DOI

      10.1016/j.saa.2012.01.077

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on a new active species for the Pd(II)-catalyzed Mizoroki-Heck reaction2012

    • 著者名/発表者名
      M. Sumimoto, T. Kuroda, D. Yokogawa, H. Yamamoto, and K. Hori
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 710 ページ: 26-35

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Glucose transformation reaction to 5-hydroxymethylfurfural in acidic aqueous and ionic liquid solvents2015

    • 著者名/発表者名
      Arifin, Maneeporn Puripat, Vudhichai Parasuk, Daisuke Yokogawa, and Stephan Irle
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学理工学部 船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical study of chemical reactions in solution2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yokogawa
    • 学会等名
      11th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering (ICCMSE 2015)
    • 発表場所
      Greece
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Quantum Mechanical and Statistical Study of Glucose Transformation to 5-hydroxymethylfurfural by Ionic Liquids2014

    • 著者名/発表者名
      Maneeporn Puripat, Arifin, Daisuke Yokogawa, Vudhichai Parasuk, and Stephan Irle
    • 学会等名
      International Meeting on Applications of Statistical Mechanics of Molecular Liquid on Soft Matter
    • 発表場所
      Kasetsart University, Thailand
    • 年月日
      2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio study of the glucose anomer distributions in water and ionic liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Arifin, Daisuke Yokogawa, and Stephan Irle
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スチルベン骨格を有する分子の2 光子吸収に関する理論的研究2014

    • 著者名/発表者名
      臼井 孝介、横川 大輔、 イレ ステファン
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of Solvation Theories for the Collaboration Work in ITbM2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yokogawa
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Transformative Bio-Molecules 2014 (ISTbM-2)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RISM-SCF-SEDD 法と組み合わせたTD-DFT 法の開発ならびに溶液内励起状態計算への応用2013

    • 著者名/発表者名
      横川 大輔, イレ ステファン
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      滋賀
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Hybrid approaches between RISM and quantum chemical calculation2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yokogawa
    • 学会等名
      2013 Workshop on 3DRISM/RISM: Present and Future
    • 発表場所
      滋賀
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン液体中におけるセロビオースからグルコースへの加水分解に関する理論的研究2012

    • 著者名/発表者名
      西村 好史, 横川 大輔, イレ ステファン
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会2012
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体中のセロビオースの加水分解に関する理論的研究2012

    • 著者名/発表者名
      横川 大輔, 西村 好史, イレ ステファン
    • 学会等名
      第3回イオン液体討論会
    • 発表場所
      沖縄
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of isotropic site-site potential for exchange repulsion energy based on ab initio calculation2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yokogawa and Irle Stephan
    • 学会等名
      JST international symposium on multi-scale simulation of condensed-phase reacting systems
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical study of solution chemistry based on integral equation theories

    • 著者名/発表者名
      D. Yokogawa
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 線形応答近似と新規静電場フィッティング法を組み合わせたLR-RISM-SEDD法の開発

    • 著者名/発表者名
      横川大輔
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of Metal Atom Triangles Accompanies the Super-Reduction of Polyoxometalate (POM) Clusters

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimoto, D. Yokogawa, H. Yoshikawa, K. Awaga, and S. Irle
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Linear response approximation to RISM-SCF-SEDD

    • 著者名/発表者名
      D. Yokogawa
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 線形応答近似と新規静電場フィッティング法を組み合わせた新規手法の開発

    • 著者名/発表者名
      横川大輔
    • 学会等名
      第36回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum Chemical Study of Glucose Conversion to 5-Hydroxymethylfurfural using RISM-SCF-SEDD

    • 著者名/発表者名
      Arifin, D. Yokogawa, and S. Irle
    • 学会等名
      第36回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Rh錯体を用いたアルドール型反応に関する理論的研究

    • 著者名/発表者名
      西本佳央, 牛丸理一郎, 藤森嵩央, 横川大輔, 中寬史, 斎藤進, Irle Stephan
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical Study of Glucose Hydrolysis Mechanisms using RISM‐SCF‐SEDD

    • 著者名/発表者名
      Arifin, D. Yokogawa, and S. Irle
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] RISM-SCF-SEDD 法を用いた蛍光プローブ内での電子移動過程に関する理論的解明

    • 著者名/発表者名
      臼井 孝介, 横川 大輔, イレ ステファン
    • 学会等名
      第36回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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