アミノ酸を基幹物質とするイオン液体の作成と物理化学的性質の改善

基于氨基酸的离子液体的创建和理化性质的改进

• 批准号: 07J07717
• 负责人: 鍵本 純子
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J07717/
• 关键词: イオン液体; アミノ酸; ホスホニウムカチオン; 自己組織化; 球晶; オスホニウムカチオン; ゲル; コロイド; 疎水性イオン液体; イオン間の相互作用; 混合

イオン液体はイオンのみから構成される室温で液体の塩であり、難揮発性、難燃性、高イオン密度など特異的な性質を有することから、多方面で注目を集めている。これまでに、我々は種々のカチオンとアミノ酸を組み合わせることで室温で液体のイオン液体(アミノ酸イオン液体)が得られることを報告している。アミノ酸イオン液体はアミノ酸が天然由来であることから低毒性となることが期待されるだけではなく、側鎖構造に様々な機能席を導入することが可能であり、簡便に物理化学的性質を制御することのできるデザイナー溶媒である。申請者は、これまでに長鎖アルキル基を有するホスホニウムカチオンを用いることにより、疎水性アミノ酸イオン液体の作製に成功している。ホスホニウムカチオンは化学的・電気化学的に安定なカチオン種であり、近年、イオン液体の新規なカチオンとして注目を集めているが、アルキル鎖長やカチオンの対称性が物理化学的性質に与える影響についての詳細な検討は行われていない。そこで、アルキル鎖長やカチオンの対称性が物理化学的性質に与える影響について詳細な検討を行った。その結果、ホスホニウムカチオンのアルキル鎖長や、アミノ酸の構造をデザインすることにより、密度や粘度、ガラス転移温度、イオン液体層の含水量をコントロール可能であることを明らかとした。また、アミノ酸は分子内に水素結合に関与する官能基を有しているために、アミノ酸イオン液体は自己組織化能を有することが期待される。そこで、アミノ酸イオン液体とホスホニウム型Zwitterionおよび水を混合したところ、規則正しい自己組織化形成が促進され、ラメラ構造に由来する球晶を形成することが明らかとなった。球晶は高分子の結晶化の際によく観察される現象であるが、低分子系での報告は少なく、興味深い現象である。さらに、この混合物は均一溶液系よりも高いイオン伝導度を示すマトリックスとなることを明らかとした。

离子液体是室温下仅由离子组成的液体的盐，并且具有诸如挥发性，阻燃性和高离子密度等特定特性，在许多地区引起人们的注意。迄今为止，我们报告说，将各种阳离子和氨基酸组合在一起可以在室温下提供液体离子液体（氨基酸离子液体）。由于氨基酸离子液体是天然得出的，因此不仅预期它们的毒性低，而且还允许将各种功能座椅引入侧链结构，从而使其成为一种可以轻松控制物理化学特性的设计师溶剂。申请人通过使用具有长链烷基的磷阳离子成功创建了疏水氨基酸离子液体。磷阳离子是化学和电化学稳定的阳离子物种，最近引起了对离子液体的新型阳离子的关注，但是尚未对烷基链长度和阳离子对称对物理学性质的影响进行详细研究。因此，我们对烷基链长度和阳离子对称性对物理化学特性的影响进行了详细研究。结果，已经揭示了通过设计磷阳离子的烷基链长度和氨基酸的结构，可以控制离子液体层的密度，粘度，玻璃过渡温度和水含量。此外，由于氨基酸具有参与分子内氢键的官能团，因此可以预期氨基酸离子液体具有自组装能力。因此，当将氨基酸离子液体与磷型裂解和水混合时，据显示，促进了常规的自组装形成，并形成了源自层状结构的球体。球形是一种现象，通常在聚合物结晶过程中观察到，但在低分子量体重系统中很少报道，这使其成为一种有趣的现象。此外，据显示，这种混合物将产生比均匀溶液系统具有更高离子电导率的基质。

项目成果

Physicochemial Properties of Amino Acid Ionic Liquids Composed of Phosphonium Cations

磷阳离子氨基酸离子液体的理化性质

• 发表时间: 2008
• 作者: J. Kagimoto;K. Fukumoto;H. Ohno
• 通讯作者: H. Ohno

Polar and low viscosity ionic liquid mixtures from amino acids

由氨基酸组成的极性和低粘度离子液体混合物

• 发表时间: 2008
• 期刊: Chemisry. Letters 37
• 作者: J. Kagimoto;K. Noguchi;K. Murata;K. Fukumoto;N. Nakamura;H. Ohno
• 通讯作者: H. Ohno

Columnar liquid crystal phase of Zwitterionic Liquid/HTFSI mixtures for novel proton conductive gels

用于新型质子传导凝胶的两性离子液体/HTFSI混合物的柱状液晶相

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Ueda;J.Kagimoto;K.Fukumoto;T.Ichikawa;T.Kato;H.Ohno
• 通讯作者: H.Ohno

ホスホニウムカチオンを構成イオンとする新規アミノ酸イオン液体の物理化学的性質

以鏻阳离子为组成离子的新型氨基酸离子液体的理化性质

• 发表时间: 2007
• 作者: 米澤 彩;西角 知也;中川 大輔;大江 智子;楠比 呂志;楠田 哲士;土井 守;富永 敬一郎;平井 伸明;笹野 聡美;上田 かおる;Hiroyuki Ohno;Hiroyuki Ohno;Kenta Fukumoto;Junko Kagimoto;Kenta Fukumoto;Kenta Fukumoto;福元 健太;新井 啓己;河野 雄樹;福元 健太;鍵本 純子
• 通讯作者: 鍵本 純子

Physico-chemical Properties of Novel ionic liquids Composed Amino Acid and Phosphonium Cation

氨基酸和磷阳离子组成的新型离子液体的理化性质

• 发表时间: 2007
• 作者: J. Kaigmoto;K. Fukumoto;H. Ohno;鍵本 純子;Junko Kagimoto
• 通讯作者: Junko Kagimoto