氷衛星内部を想定した低温超高圧環境における有機物の化学進化

• 研究課題/領域番号: 25287147
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 三村 耕一 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (80262848)
• 研究分担者: 鍵 裕之 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70233666)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2013年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 氷衛星 / 低温超高圧 / 有機物 / 生命の起源 / ベンゼン / アラニン / ナフタレン / 加圧濃縮 / 圧力誘起反応 / 超高圧 / 化学進化

研究成果の概要

氷衛星内部における有機物の振る舞いを検討するため，有機物の低温における圧縮実験を試みた．ベンゼン，ナフタレン，アラニンを出発物質とした実験では，室温にもかかわらず重合反応が確認された．アラニン水溶液を出発物質とした実験では，ペプチド生成機構が脱水反応であるにもかかわらず，水の共存状態でペプチドが生成することを確認した．これは，アラニン水溶液を圧縮した際に，水が液体から固体へと相変化してアラニンが水から追い出されて分離，濃縮するために起こることが判った．以上の結果は，氷衛星内部が化学進化の場になり得ることを示唆するものである．

研究成果

• [雑誌論文] Stability and partial oligomerization of naphthalene under high pressure at room temperature (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Shinozaki, K. Mimura, T. Nishida, T. Inoue, S. Nakano, and H. Kagi
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 662 ページ: 263-267
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2016.09.042
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pressure-induced freeze concentratio of alanine aqueous solution as a novel field of chemical reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi S., Kagi H., Fujimoto C., Shinozaki A., Gotou H., Nishida T. and Mimura K.
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 46 号: 3 ページ: 334-337
  • DOI: 10.1246/cl.160992
  • NAID: 130005436526
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pressure-induced oligomerization of alanine at 25 °C (2015)
  • 著者名/発表者名: Chikako Fujimoto, Ayako Shinozaki, Koichi Mimura, Tamihito Nishida, Hirotada Gotou, Kazuki Komatsu, Hiroyuki Kagi
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 69 ページ: 13358-13361
  • DOI: 10.1039/c5cc03665h
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pressure-induced oligomerization of benzene at room temperature as a precursory reaction of amorphization (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinozaki, A; Mimura, K; Kagi, H; Komatu, K; Noguchi, N; Gotou, H
  • 雑誌名: JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 巻: 141 号: 8 ページ: 0843061-0843061
  • DOI: 10.1063/1.4893870
  • 査読あり
• [学会発表] Shock raction of organic matter. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mimura K.
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Behavior of organic compounds in black shale heated by igneous intrusion. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kitaoka G., Nishida T., Morimoto H., and Mimura K.
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Oligopeptide formation of alanine under high pressure at 25℃. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto C., Shinozaki A., Mimura K., Nishida T., Gotou H., Komatsu K., and Kagi H.
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Shock reaction of benzene up to 28.5 GPa -Experimental approach. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mimura K. and Nishida T.
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Shock reaction of benzene up to 28.5GPa - Statistical approach. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishida T., Mimura K., and Morimoto H.
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] 高圧下におけるアミノ酸のペプチド化と分子間相互作用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 篠崎彩子, 藤本千賀子, 三村耕一, 西田民人, 後藤弘匡, 小松一生, 鍵裕之
  • 学会等名: 2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくばエポカル
  • 年月日: 2016-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] アラニン水溶液の衝撃反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三村耕一、岡田 陸、西田民人
  • 学会等名: 日本地球化学会63回年会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] 圧力誘起凍結濃縮によるアミノ酸の脱水縮合反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋修也、鍵 裕之、藤本千賀子、小松一生、篠崎彩子、三村耕一、西田民人
  • 学会等名: 日本地球化学会63回年会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] 火成岩貫入による泥岩中有機物の組成変化とその熱履歴に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北岡元気、西田民人、奥村文章、Wallis Simon，森本 宏、三村耕一
  • 学会等名: 日本地球化学会63回年会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] 室温高圧下におけるアラニンからオリゴペプチド生成とそのメカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤本千賀子、鍵 裕之，小松一生、篠崎彩子、三村耕一、西田民人、後藤弘匡
  • 学会等名: 日本地球化学会63回年会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] ピストンシリンダー型高温高圧発生装置による沈み込み帯での芳香族化合物の安定性と化学反応の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 篠崎彩子、三村耕一、西田民人
  • 学会等名: 日本地球化学会63回年会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] 室温下におけるナフタレンの圧力誘起重合反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠崎彩子，三村耕一, 井上徹, 西田民人, 鍵裕之
  • 学会等名: 第5６回高圧討論会
  • 発表場所: 広島市アステールプラザ
  • 年月日: 2015-11-11
• [学会発表] 衝撃波による液体ベンゼンの反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三村耕一、西田民人
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 地球深部における芳香族炭化水素の化学進化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠崎彩子，三村耕一, 井上徹, 小松一生, 後藤弘匡, 鍵裕之
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Effect of pressure on oligomerization of benzene at room temperature. (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Shinozaki, K. Mimura, H. Kagi, K. Komatsu, N. Noguchi, H. Gotou
  • 学会等名: Joint AIRAPT-25th & EHPRG-53rd
  • 発表場所: バルセロナ、スペイン
  • 年月日: 2015-08-30
  • 国際学会
• [学会発表] 高圧下におけるベンゼンの安定性と重合反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篠崎 彩子、三村 耕一、鍵 裕之、 小松 一生、 野口 直樹、後藤 弘匡
  • 学会等名: 2014年度日本地球化学会第61回年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] 室温高圧下におけるベンゼンの重合反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 篠崎 彩子、三村 耕一、鍵 裕之、 小松 一生、 野口 直樹、後藤 弘匡
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター