理学部化学科 研究室紹介 - u-toyama.ac.jp · k 光、電気、 ity k ity l u n ity n l u...

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同じ金属でも、組み合わせを変えると異なる色で発光する。 新しい性質をもつ金属錯体 柘植 清志 教授 反応物性化学第四研究室 強度非平衡状態における溶液中の分子集合 体の構造と反応性を、溶液化学とレーザー光 化学の手法を用いて研究し、医学・薬学・光 学的応用についても検討しています。 強度非平衡の溶液化学 図 2:赤外パルスレーザー照射による巨大リポソーム (マイクロカプセル)開裂の瞬間 図 1:リポソーム開裂とマイクロ爆縮の光音響シミュレーション 反応物性化学第三研究室 鈴木 炎 准教授 自然界の資源再生型エネルギー変換反応を志向した機能性金属錯体 触媒は,「活性化エネルギー」が低い経路を提供 することにより反応を簡単に進行させます。私たち の研究室では高性能な触媒の開発・活性発現機 構の解明をめざして研究を行っています。 触媒についての研究 光学活性な酒石酸をニッケル表面上に吸着させた触媒はケトンを光学活 性なアルコールに水素化する高性能な触媒です。アセト酢酸メチルを基 質として用いた場合,最高で=95:5のアルコールが得られています。 光学活性物質合成のための固体触媒 OH H H 3 C OCH 3 O O OCH 3 O OH H 3 C H OCH 3 O + (R,R)-酒石酸 修飾Ni触媒 アセト酢酸メチル (R)-体 (S)-体 固体触媒による環境に負荷をかけない 物質生産のプロセス 省エネルギー 省資源 環境に調和 酒石酸が表面に吸着したニッ ケル触媒の電子顕微鏡写真 (30,000) OH OH O O O O O CH 3 CH 3 O O O CH 3 H OH O O O H 3 C OEt O O O O O H 3 C OH CH 3 O OH NH O OH H H OAc 生成物 反応物 経路2 経路1 Ea2 Ea1 ポテンシャルエネルギー 低い活性化エネルギー (触媒あり) 高い活性化エネルギー (触媒なし) 参考:アトキンス物理化学小辞典 95 5 大澤 力 准教授 反応物性化学第一研究室 大津 英揮 准教授 メタノールの低電位酸化錯体触媒の開発 光駆動型二酸化炭素多電子還元 錯体触媒の開発 N N N N N N N Ru NAD + Model Complex, [Ru(bpy) 2 (pbn)] 2+ NADH Model Complex, [Ru(bpy) 2 (pbnHH)] 2+ N N N N N N Ru H H N H 酸素の高電位還元錯体触媒の開発 反応物性化学第二研究室 野崎 浩一 教授 遷移金属錯体の リン光状態の失 活メカニズムの 解明 リン光状態からの 高効率電子移動 Ir N N N N N N N N N Ru Ir N N N N N N 新しい光機能性材料として期 待されている、遷移金属錯体 などの有機無機複合分子が示 りん光光電子移動を研究 しています。 金属錯体の光化学 岩村 宗高 講師 ○光照射でおこる分子の構造の時間変化を追 跡する! ○キラル環境にある分子の発光の偏光特性を捉える! 明るい発光を示す希土類錯体がキラルな環境に置かれたと き、その構造を反映した円偏光を示します。この発光の円偏 光を捕らえることで分子の詳細な構造や分子の置かれてい る環境を調べます。 励起状態における金属錯体の構造変化を初めとする緩和過程を、 パルスレーザーを用いた時間分解分光法を用いて観測します。 UV light キラル分子 希土類錯体がキラル分子との会合 体を作ると、円偏光発光を示す UV light 理学部化学科 研究室紹介 合成有機化学第一研究室 S S R R S S R R S S R R S R S R A S R S R D S R S R A S R S R D S R S R X X S R S R X S R S R X S R S R X S R S R S R S R S R S R X S R X X S R S R NC NC CN CN S R S S R CN CN NC NC R S R CN CN NC NC S R S R S R S R CN CN NC NC S R N N N N X Ni N N N N S S R R N CH 3 Ni S S R R N N N N N N N N S S R R S S R R S S R R S S R R S S R R M M S S R R S R S R N N N N S S R R Ni N N N N Ni N N N N Pd N N N N Ni X N N N N N S S R R Ni Fe N N N N Pt N N N N Ni N N N N Ni N N N N Ni N N N N Ni Life Support Real-Time Life Information Health Control Life Support Real-Time Life Information Health Control Intelligent Transportation System Car Owner Identification Car History Real-Time Traffic Information Anti-Collision Intelligent Transportation System Car Owner Identification Car History Real-Time Traffic Information Anti-Collision Intelligent Home Network Automatic Control of Environment Home Security Intelligent Home Network Automatic Control of Environment Home Security Food Control Proposed Menu Automatic Calorie Accusation Tracerability Products Information Food Control Proposed Menu Automatic Calorie Accusation Tracerability Products Information APPLICATION OF RFID (WIRELESS IC TAG) 有機機能性材料化学 光、電気、pH、 熱などの外部刺激応答性分子 による社会生活支援材料の開発研究 吉野 惇郎 助教 酸素を含む機能性分子 固体有機化学 フラン化合物 トランジスタ、発光素子への応用 分子デバイス化学 O O O O O R R R フェノキシルラジカル アモルファスや混晶の設計 分子材料化学 樋口 弘行 教授 林 直人 准教授 有機典型元素化学 O O O O キノンオリゴマー 特異な電子受容体の開発 分子材料化学 生命科学 分子設計、有機合成、構造物性相関 電子デバイス、センサー、カードなどへの 応用化 化学科には、合成有機化学系3反応物性化学系4つの研究室があります 合成有機化学第二研究室 宮澤 眞宏 准教授 こんな化合物を作っています! 高度に官能基化された生理活性天然物の合成 O O O O O O O O O O O NaO 3 SO NaO 3 SO Me H H H H H H H H H H H H H H Me Me Me H H Me OH H H H Me HO Isolated from scallops, Patinopecten yessoensis Terao, K.; Ito, E.; Oarada, M.; Murata, M.; Yasumoto, T. Toxicon. 1990, 28, 1095-1104. Yessotoxin N OH OH OH H N OH H N OH OH OH H HO N OH OH OH H HO N OH H N N O O fagomine febrifugine DNJ DMJ SS20846A (+)-Dienomycin C N OH Ph H RO O I Pd I Pd I Base-HI OR O HPdI Pd OR O I H OR O RO O OR O Pd I Coordination Insertion Elimination Pd(0) Base Cyclopropanation H NH OH Boc N Boc [Pd]catalyst O OH O OH O H H H H O O H H H OH H H O H [Pd]catalyst [Pd]catalyst 生命現象に関わる 天然物の全合成を 目的とし、新規な有 機反応の開発研究 を行っています。 横山 初 講師 不斉合成反応の開発 及び生物活性天然物 の新規な合成ルート の開発を主たる研究 テーマとしています。 自然界にある様々なRNAの構造の一部(モ チーフ)を抜き取り、繋ぎ合わせることで、 新規RNA分子を構築し、さらに試験管の内 部で人工進化(変異と淘汰)を行うことで その機能を改良していく。 自然界の知恵と人間の知恵の相乗効果によ り超高速進化が期待できる。 人工進化により得られた 人工RNAモチーフ RNAモチーフの組み合わせに より構築された鋳型酵素 人工進化により得られた 人工RNA酵素 合成有機化学第三研究室 井川 善也 教授 松村 茂祥 助教 我々の研究グループでは、 動物や植物(微生物を含 む)が産出する抗癌作用や 抗菌活性を有する生理活性 天然物の合成を主な研究 テーマとしています。研究 を通して新しい有機反応の 開発や新薬開発のきっかけ となる新しい化合物の合成 も目指しています。 O O N H H N H H H OH O OH O O H H O H bistramide A spirofungin A O O CO 2 H OH CO 2 H O O O H OH MeO CO 2 H H H JBIR24 悪性胸膜中皮腫(アスベストの吸引 により引き起こされる肺ガン)に対 する増殖抑制活性 ヒトガン細胞に対し成長抑制活性 ヒト癌細胞に対する細胞毒性 ホウ素の構造特性を活用した、光や化学物質などの外部刺激 に対して応答する新規な機能性有機化合物を開発しています。 溶媒の性質の違いを 感じ取る(左から右へ 極性低---極性高) フッ化物イオンの有無 で色・蛍光が変わる (左: F - なし; 右: F - あり) 紫外線に応答して固体の色が変わる 開発した化合物の例

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Page 1: 理学部化学科 研究室紹介 - u-toyama.ac.jp · k 光、電気、 ity k ity l u n ity n l u n ity n OF G) 有機機能性材料化学 pH、熱などの外部刺激応答性分子

同じ金属でも、組み合わせを変えると異なる色で発光する。

新しい性質をもつ金属錯体

柘植 清志 教授

反応物性化学第四研究室

強度非平衡状態における溶液中の分子集合体の構造と反応性を、溶液化学とレーザー光化学の手法を用いて研究し、医学・薬学・光学的応用についても検討しています。

強度非平衡の溶液化学

図 2:赤外パルスレーザー照射による巨大リポソーム (マイクロカプセル)開裂の瞬間

図 1:リポソーム開裂とマイクロ爆縮の光音響シミュレーション

反応物性化学第三研究室

鈴木 炎 准教授

自然界の資源再生型エネルギー変換反応を志向した機能性金属錯体

触媒は,「活性化エネルギー」が低い経路を提供

することにより反応を簡単に進行させます。私たち

の研究室では高性能な触媒の開発・活性発現機

構の解明をめざして研究を行っています。

触媒についての研究

光学活性な酒石酸をニッケル表面上に吸着させた触媒はケトンを光学活

性なアルコールに水素化する高性能な触媒です。アセト酢酸メチルを基

質として用いた場合,最高でR:S=95:5のアルコールが得られています。

光学活性物質合成のための固体触媒

OH

HH3C

OCH3

O O

OCH3

O OH

H3CH

OCH3

O

+(R,R)-酒石酸

修飾Ni触媒

アセト酢酸メチル (R)-体 (S)-体

固体触媒による環境に負荷をかけない物質生産のプロセス

省エネルギー 省資源 環境に調和

酒石酸が表面に吸着したニッケル触媒の電子顕微鏡写真(30,000倍)

OH

OH O

O O

O

O

CH3

CH3

O O

O

CH3

H OH

O

OO

H3C OEt

O

O

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O

H3C

OH

CH3

O

OH

NH

O

OHH H

OAc

生成物

反応物

経路2

経路1

Ea2

Ea1

ポテンシャルエネルギー

低い活性化エネルギー

(触媒あり)

高い活性化エネルギー

(触媒なし)

参考:アトキンス物理化学小辞典

95 : 5

大澤 力 准教授

反応物性化学第一研究室

大津 英揮 准教授

メタノールの低電位酸化錯体触媒の開発

光駆動型二酸化炭素多電子還元 錯体触媒の開発

N

N

N

N

N N

N

Ru

NAD+ Model Complex,

[Ru(bpy)2(pbn)]2+

NADH Model Complex,

[Ru(bpy)2(pbnHH)]2+

N

N

N

N N

N

Ru

H

HN H

酸素の高電位還元錯体触媒の開発

反応物性化学第二研究室

野崎 浩一 教授

遷移金属錯体のリン光状態の失活メカニズムの

解明 リン光状態からの高効率電子移動

Ir N N

N

N

N

N

N

N

N

Ru

Ir N

N

N N

N

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新しい光機能性材料として期待されている、遷移金属錯体などの有機無機複合分子が示すりん光や光電子移動を研究

しています。

金属錯体の光化学 岩村 宗高 講師

○光照射でおこる分子の構造の時間変化を追跡する!

○キラル環境にある分子の発光の偏光特性を捉える!

明るい発光を示す希土類錯体がキラルな環境に置かれたとき、その構造を反映した円偏光を示します。この発光の円偏光を捕らえることで分子の詳細な構造や分子の置かれている環境を調べます。

励起状態における金属錯体の構造変化を初めとする緩和過程を、パルスレーザーを用いた時間分解分光法を用いて観測します。

UV light キラル分子

希土類錯体がキラル分子との会合体を作ると、円偏光発光を示す

UV light

理学部化学科 研究室紹介 合成有機化学第一研究室

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Life Support

● Real-Time Life Information

● Health Control

Life Support

● Real-Time Life Information

● Health Control

Intelligent Transportation System

● Car Owner Identification

● Car History

● Real-Time Traffic Information

● Anti-Collision

Intelligent Transportation System

● Car Owner Identification

● Car History

● Real-Time Traffic Information

● Anti-Collision

Intelligent Home Network

● Automatic Control of Environment

● Home Security

Intelligent Home Network

● Automatic Control of Environment

● Home Security

Food Control

● Proposed Menu

● Automatic Calorie Accusation

● Tracerability

● Products Information

Food Control

● Proposed Menu

● Automatic Calorie Accusation

● Tracerability

● Products Information

APPLICATION OF RFID (WIRELESS IC TAG)

有機機能性材料化学

光、電気、pH、 熱などの外部刺激応答性分子 による社会生活支援材料の開発研究

吉野 惇郎 助教

酸素を含む機能性分子

固体有機化学

フラン化合物

トランジスタ、発光素子への応用

分子デバイス化学

O

O

O O

OR

R

R

フェノキシルラジカル

アモルファスや混晶の設計

分子材料化学

樋口 弘行 教授

林 直人 准教授

有機典型元素化学

O

O

O

O

キノンオリゴマー

特異な電子受容体の開発

分子材料化学

生命科学

•分子設計、有機合成、構造物性相関 •電子デバイス、センサー、カードなどへの 応用化

化学科には、合成有機化学系3つ 反応物性化学系4つの研究室があります

合成有機化学第二研究室

宮澤 眞宏 准教授

こんな化合物を作っています!

高度に官能基化された生理活性天然物の合成

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NaO3SO

NaO3SO

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Isolated from scallops, Patinopecten yessoensis

Terao, K.; Ito, E.; Oarada, M.; Murata, M.; Yasumoto, T.

Toxicon. 1990, 28, 1095-1104.

Yessotoxin

N

OH

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OH

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H

HO

N

OH

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HO

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fagomine

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SS20846A(+)-Dienomycin C

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Pd I

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[Pd]catalyst [Pd]catalyst

生命現象に関わる天然物の全合成を目的とし、新規な有機反応の開発研究を行っています。

横山 初 講師

不斉合成反応の開発及び生物活性天然物の新規な合成ルートの開発を主たる研究テーマとしています。

自然界にある様々なRNAの構造の一部(モチーフ)を抜き取り、繋ぎ合わせることで、新規RNA分子を構築し、さらに試験管の内部で人工進化(変異と淘汰)を行うことでその機能を改良していく。 自然界の知恵と人間の知恵の相乗効果により超高速進化が期待できる。

人工進化により得られた 人工RNAモチーフ

RNAモチーフの組み合わせにより構築された鋳型酵素

人工進化により得られた 人工RNA酵素

合成有機化学第三研究室

井川 善也 教授

松村 茂祥 助教

我々の研究グループでは、動物や植物(微生物を含む)が産出する抗癌作用や抗菌活性を有する生理活性天然物の合成を主な研究テーマとしています。研究を通して新しい有機反応の開発や新薬開発のきっかけとなる新しい化合物の合成も目指しています。

O

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OH

O OH

O OH

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bistramide A

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OCO2H

OH

CO2H

O

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MeO

CO2H

H

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JBIR24

悪性胸膜中皮腫(アスベストの吸引により引き起こされる肺ガン)に対する増殖抑制活性

ヒトガン細胞に対し成長抑制活性

ヒト癌細胞に対する細胞毒性

ホウ素の構造特性を活用した、光や化学物質などの外部刺激に対して応答する新規な機能性有機化合物を開発しています。

溶媒の性質の違いを 感じ取る(左から右へ 極性低---極性高)

フッ化物イオンの有無で色・蛍光が変わる (左: F-なし; 右: F-あり) 紫外線に応答して固体の色が変わる

開発した化合物の例