複合領域化学講座

理論化学研究室

分子のように小さな世界では、第一原理に基づいた基礎方程式を具体的に書くことができます。また、実際にこの方程式をよい精度で数値的に解くこともできます。理論化学研究室では、これらの方程式の解法を探り、化学反応をはじめ、化学現象の多様な世界を理論的に明らかにしようとしています。

■分子軌道

分子中の電子は、原子の束縛を離れ、分子全体に広がった軌道に入っています。

この軌道を求めることによって、分子の性質や化学反応などを理解することができます。

触媒有機化学研究室

触媒は医薬品や農薬などファインケミカル合成から、石油化学などバルクケミカル合成や炭素資源の変換反応などあらゆる場面で利用されています。私たちは、有機合成化学者によく使われてきた金属錯体や有機分子などの均一系触媒に加え、酸化物担持ナノ粒子など固体触媒を用いた反応開発も行っています。

酸化ジルコニウム担持金ナノ粒子を用いたアミンのアルコールによるアルキル化反応。金ナノ粒子と担体酸化物の両方がうまく働いて触媒作用を示します。

九州大学理学部化学科

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分子触媒化学研究室

有機化合物は現代の快適な生活を支える重要な化合物です。その有機化合物を作り出す技術が有機合成です。私たちは、パラジウムやルテニウムなどの遷移金属が有機化合物に示す多彩な反応性を利用し、これまでにない新しい有機合成反応の開発を目指しています。

■有機合成反応の進行と

エネルギーとの関係

エネルギーの山が高いために反応物が山を越えられない(反応しない)場合でも(青)、パラジウム(Pd)という遷移金属の錯体を加えれば山は低くなり、反応物はPdと一緒に簡単に山を越す(反応する)ことができます(赤)。私たちの大きなテーマの1つは、遷移金属の力を借りることにより新しい反応を開発することです。

量子生物化学研究室

生体での化学反応の主役は、蛋白質等の生体高分子です。しかし、その主役達は「適切な溶媒」という重要な脇役があってはじめて本来の機能を発揮できます。例えば胃の中のペプシンという蛋白質は酸性の胃液中でこそ酵素として働きます。そうした脇役=溶媒たちの作る魅力的なサイドストーリーを理論的側面から発掘することが本研究室の目標です。

 

この描像から、

溶媒が大きな役割を果たすこの描像へ

■ 真空中の2つの巨大分子と溶媒中の2つの巨大分子

巨大分子の間にはしばしば、排除体積効果による引力~浸透圧の様な引力が働きます。真空中では全く働かないこうしたエントロピー駆動の力は、巨大分子の組み合わせや溶媒の種類によっては、非常に強くなります。

 

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