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J-GLOBAL ID：201002219038444667   整理番号：10A0667026

双性型イオン性液体と水分子間の相互作用に関する分光学および理論計算による見解

Spectroscopic and Computational Insight into the Intermolecular Interactions between Zwitter-Type Ionic Liquids and Water Molecules

著者 (8件)： PARK HoSeok (Kyung Hee Univ., Gyeonggi, KOR) ,  JUNG Young Mee (Kangwon National Univ., Chuncheon, KOR) ,  YANG Seong Ho (KAIST, Daejeon, KOR) ,  SHIN Weonho (KAIST, Daejeon, KOR) ,  KANG Jung Ku (KAIST, Daejeon, KOR) ,  KIM Hoon Sik (Kyung Hee Univ., Seoul, KOR) ,  LEE Hyun Joo (KIST, Seoul, KOR) ,  HONG Won Hi (KAIST, Daejeon, KOR)
資料名： ChemPhysChem  (ChemPhysChem)
巻： 11  号： 8  ページ： 1711-1717  発行年： 2010年06月07日 
JST資料番号： W1265A  ISSN： 1439-4235  CODEN： CPCHFT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 密度汎関数理論(DFT),2D-IR相関分光法(2D IR COS)およびパルス勾配スピンエコーNMR(PGSE NMR)によって,双性型イオン性液体(ZILs)と水分子間の相互作用による立体配座,分子構造,内部力学およびエネルギーの変化を研究した。ZILsとして3-(1-メチル-3-イミダゾリオ)プロパンスルホン酸(1)や3-(1-メチル-1-ピロリジニオ)プロパンスルホン酸(2)を使用し,これらZILsのDFT計算をした結果,最適状態において3つの分子構造がスルホン酸基あるいはイミダゾリウム(あるいはピロリジニウム)環と水分子間の水素結合の強い影響を受けていることがわかった。ZIL-H₂Oの構造変化と同時に電荷の非局在化に関連する立体配座の変化が起きている。2D-IR COSによる測定結果から,これら2つのZILs-H₂O系の力学的構造変化を次の分子間相互作用:1では1163(イミダゾリウム環のピーク)→1042(スルホン酸基のピーク),2では1184(ピロリジニウム環のピーク)→1625(溶媒和水分子のピーク)に帰属した。ZIL-H₂O系中のプロトン輸送をPGSE NMRから求めた¹H自己拡散係数によって解析した。プロトンは2つの伝導経路,即ち少量のH₂Oを含むZILの網目構造と多量のH₂Oを含む水クラスターによって伝導される。特に,ZILドメイン内のプロトン輸送はスルホン酸基あるいはイミダゾリウム環とこの輸送に関与している水分子の力学的運動によって起こりやすくなる。それ故,同時および順次に発生するZILsの立体配座の変化がGrotthuss型機構によるプロトン輸送を誘導し,エネルギー的に安定な状態になると考えられる。

シソーラス用語： *双性イオン ,  *イオン液体 ,  *窒素複素環化合物 ,  *第四アンモニウム ,  *スルホン酸 ,  水分子 ,  分子間相互作用 ,  密度汎関数法 ,  *赤外吸収スペクトル ,  二次元 ,  相関分光法 ,  磁場勾配 ,  スピンエコー ,  *陽子磁気共鳴 ,  *水素結合 ,  電荷分布 ,  非局所性 ,  配座転移 ,  スペクトル線帰属 ,  プロトン移動 ,  自己拡散 ,  拡散係数

分類 (4件)： 融解塩  (CB05050R) ,  分子間相互作用  (BH07020P) ,  有機化合物の赤外スペクトル及びRaman散乱,Ramanスペクトル  (BM08064T) ,  有機化合物のNMR  (BM07044Q)

物質索引 (2件)： 1-(3-スルホナトプロピル)-3-メチル-1H-イミダゾール-3-イウム ,  1-メチル-1-(3-スルホナトプロピル)ピロリジニウム

タイトルに関連する用語 (6件)： イオン性液体 ,  水分子 ,  相互作用 ,  分光学 ,  理論計算 ,  見解