石原 浩二 (イシハラ コウジ)

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所属

理工学術院 先進理工学部

職名

教授

兼担 【 表示 / 非表示

  • 商学学術院   商学部

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

  • 附属機関・学校   グローバルエデュケーションセンター

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1983年

    名古屋大学   理学研究科   化学  

  •  
    -
    1983年

    名古屋大学   理学研究科   化学  

学位 【 表示 / 非表示

  • Saitama University   Bachelor of Science

  • 埼玉大学   理学士

  • 名古屋大学   理学修士

  • Nagoya University   Doctor of Science

  • 名古屋大学   理学博士

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1995年
    -
     

    早稲田大学理工学部教授

  • 1995年
     
     

    カナダ・ヴィクトリア大学訪問研究員

  • 1990年
    -
    1995年

    早稲田大学理工学部助教授

  • 1990年
    -
    1995年

    早稲田大学理工学部助教授

  • 1988年
    -
    1990年

    早稲田大学理工学部専任講師

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    米国化学会

  •  
     
     

    日本高圧力学会

  •  
     
     

    日本分析化学会

  •  
     
     

    日本分析化学会

  •  
     
     

    日本化学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 分析化学

  • 無機・錯体化学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 物質変換

論文 【 表示 / 非表示

  • Highly Selective Aluminum(III) Ion Sensing with Luminescent Iridium(III) Complexes Bearing a Distorted 2,2′-Bipyridine-3,3′-diol Moiety Utilizing a Rigidified Seven-Membered Chelate Ring

    Yota Suzuki, Ibuki Mizuno, Yui Tabei, Yuri Fujioka, Kazuteru Shinozaki, Tomoaki Sugaya, Koji Ishihara

    Inorg. Chem.   58   9663 - 9671  2019年  [査読有り]

  • Detailed Reaction Mechanisms of 4-Pyridylboronic Acid and (N-Methyl)-4-Pyridinium Boronic Acid with D-Sorbitol in Aqueous Solution

    Daisuke Kusuyama, Yuta Samukawa, Tomoaki Sugaya, Satoshi Iwatsuki, Masahiko Inamo, Hideo D. Takagi, Koji Ishihara

    ChemistrySelect   4   4944 - 4951  2019年  [査読有り]

  • Axial ligand substitution reactions of head-to-head α-pyridonato-bridged Pt(III) binuclear complexes bearing various equatorial ligands with chloride ion and olefin

    Shintaro Kusuhara, Kaori Kojima, Yota Suzuki, Yuki Morita, Tomoaki Sugaya, Satoshi Iwatsuki, Koji Ishihara, Kazuko Matsumoto

    Journal of Molecular Liquids   262   556 - 564  2018年07月  [査読有り]

     概要を見る

    In this study, axial ligand-substitution reactions of head-to-head (HH) α-pyridonato-bridged platinum(III) binuclear complexes bearing equatorial amine ligands (L = MeNH2, EtNH2, and L–L = ethylenediamine (en), and N,N′-dimethylethylenediamine (Me2en)) [(Cl)(NH3)2Pt(μ-α-pyridonato)2Pt(L)2(Cl)]2+ are synthesized, and the axial ligand substitution on these complexes with chloride ions are kinetically investigated in acidic aqueous solution. For these complexes, the formation reactions of the dichloro complexes from the monochloro complexes proceeded through three parallel reaction pathways, in contrast to those for the HH tetraammine amidato-bridged platinum (III) binuclear complexes. The effects of equatorial amine ligands as well as the bridging ligands on the axial ligand substitution are discussed. The reaction of [(H2O)(NH3)2Pt(μ-α-pyridonato)2Pt(en)(OH2)]2+ with p-styrenesulfonate is also kinetically investigated.

    DOI

  • Behavior of Ionic Liquids Around Charged Metal Complexes: Investigation of Homogeneous Electron Transfer Reactions Between Metal Complexes in Ionic Liquids

    Takuya Mabe, Fumiaki Doseki, Takeyoshi Yagyu, Koji Ishihara, Masahiko Inamo, Hideo D. Takagi

    Journal of Solution Chemistry   47   993 - 1020  2018年  [査読有り]

  • Axial-ligand substitution reactions of a head-to-head pivalamidato-bridged Pt(III) binuclear complex bearing equatorial bromide ligands: A mechanistic study

    Takaaki Terada, Yu Kamezaki, Ryota Nakamura, Tomoaki Sugaya, Satoshi Iwatsuki, Koji Ishihara, Kazuko Matsumoto

    Inorganica Chimica Acta   467   391 - 399  2017年10月

     概要を見る

    Axial ligand-substitution reactions of head-to-head (HH) a binuclear pivalamidato-bridged platinum(III) complex bearing equatorial bromide ligands, [(H2O)(NH3)2Pt(μ-pivalamidato)2Pt(Br)2(OH2)]2+ (1), with chloride and bromide ions were thermodynamically and kinetically investigated in acidic aqueous solutions. Reactions of 1 with p-styrenesulfonate and 4-penten-1-ol were also kinetically investigated in order to clarify the reaction mechanisms involving olefins. In contrast to the reactions of the HH tetraammine pivalamidato-bridged platinum(III) binuclear complex, [(H2O)(NH3)2Pt(μ-pivalamidato)2Pt(NH3)2(OH2)]4+ (2′), all substitution processes on 1 involve single-step reactions. The effect of the equatorial halide ligands on the axial ligand substitution reactions of 1 is discussed in relation to 2′
    the rate-determining first substitution of H2O by X− at the Pt(Br2O2) site in 1 is followed by a fast second substitution of H2O by X− at Pt(N4). In contrast, axial ligand substitution on 2′ by X− proceeds in two consecutive steps. Reactions of 1 with p-styrenesulfonate or 4-penten-1-ol proceed in one step to form only mono-π complexes that are in rapid equilibrium with σ complexes, whereas reactions of 2′ with these olefins proceed in three consecutive steps via di-π complexes. These mechanistic differences are interpreted in terms of enhanced charge localization in the mono-π complexes of 1 ([PtII(NH3)2(μ-pivalamidato)2PtIV(Br)2(p-styrenesulfonate or 4-penten-1-ol)]2+).

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 錯体化学会選書8「錯体の溶液化学」

    横山, 田端編著, 共同執筆

    三共出版  2012年04月

  • スワドル「無機化学」基礎・産業・環境

    石原, 高木, 矢野 共訳

    東京化学同人  1999年02月

受賞 【 表示 / 非表示

  • 日本分析化学会奨励賞

    1988年  

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • ボロン酸とグルコースの反応に関する基礎研究-ジボロン酸金属錯体による特異的定量-

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2020年03月
     

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    2019年度は主に次の(1)~(3)に関する研究を行った。(1) アントラセンと5-メチル-3-ピリジルボロン酸からジボロン酸を合成し、キャラクタリゼーションを行った後、D-グルコースとの反応を速度論的に詳細に検討し、反応機構を明らかにした。弱アルカリ性の条件では、このジボロン酸の反応活性種は、三配位―四配位化学種と四配位―四配位化学種であることがわかった。三配位―四配位化学種に対して、D-グルコースのジオール部位が三配位のボロン酸部位と反応して中間体を生成し、次の律速段階において四配位のボロン酸イオン部位とD-グルコースの他のジオール部位が反応して環状の化合物を生成することがわかった。また、四配位―四配位化学種に対しても同様に、閉環の過程が律速であった。(2) グルコースに選択的に応答する発光性センサーの開発を目指し、ジボロン酸部位を持つ配位子を合成し、その配位子を有する発光性Ir(III)錯体を合成した。合成した錯体の糖との反応性を発光スペクトル測定により評価し、グルコースとの反応性について検討した結果、mMのオーダーのD-グルコースの定量が可能であることがわかった。しかし、グルコース選択性はなく、反応性はD-フルクトースに対しての方が高いことが分かった。(3)長さの異なる炭素鎖により架橋されたオルトアミノメチルフェニルボロン酸を合成し、D-グルコースとの反応性および反応機構の解明を通して、D-グルコースの選択的センシングに適した架橋炭素鎖の長さを検討した。1H NMR測定の結果から、D-グルコース選択性はメチレン鎖の数が4のジボロン酸が最も良いことが分かった。また、興味深いことに(1)のジボロン酸とは異なり、このジボロン酸とD-グルコースとの反応においては、閉環の過程は律速ではないことが分かった

  • ホウ素の高効率・高選択的分離のための高次機能化樹脂の開発と分離能評価

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2018年03月
     

     概要を見る

    本研究では水溶性ホウ素の新たな分離・回収技術の創出を目指し、水溶性ホウ素化学種であるホウ酸と錯体を形成するキレート配位子と、生成するホウ酸キレート錯体陰イオンの負電荷を打ち消す陽イオンの双方を機能部位にもつハイブリッド機能樹脂を開発した。グルカミン配位子とアルキルアンモニウムを導入したハイブリッド機能樹脂は、pH 10以上で市販のホウ素除去用樹脂以上の高いホウ素捕集能を示す一方、pH 2でほぼ定量的にホウ素を脱着し、穏和なpH制御によるホウ素の捕集と脱着を実現した。この樹脂はホウ素捕集-脱着サイクルに繰り返し使用できるため、環境に優しいホウ素分離・回収樹脂としての利用が期待される

  • ボロン酸と糖類の反応に関する基礎研究-ボロン酸金属錯体による糖類の定量-

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2016年03月
     

     概要を見る

    糖類検出を目的とするボロン酸センサーは有機・生命化学分野において数多く研究開発されているが、それらの研究は発光効率の改善に主眼が置かれており、「反応をいかに効率よく進行させるか?」といった基礎化学的研究は全く行われていない。本研究では、反応速度論を用いて、センサーとして働いているのはボロン酸なのかボロン酸イオンなのかを特定し、また、それらが糖のどの異性体を検出しているのかを特定することにより、センシングのメカニズムの詳細な解明を行った。また、その解明結果に基づき、より効率の良い検出が可能なボロン酸を含む高発光性金属錯体を合成し、反応に伴う発光特性の変化を利用して糖類の高感度定量を試みた

  • 分子設計による機能性新素材開発

    ハイテク・リサーチ・センター整備事業

    研究期間:

    1996年
    -
    2000年
     

  • 金属錯体の溶液反応の熱力学的および反応機構論的研究

     概要を見る

    本研究は金属錯体の関与する溶液内反応を熱力学および反応速度論の両方から研究し、金属錯体の溶存状態,錯形成のエネルギー関係や反応機構を明らかにすることを目的とした。研究結果は以下のように三つの観点からまとめることができる。(1) 金属錯体の溶存状態の研究錯形成反応の安定度定数や反応熱を測定することによって、各種金属錯体の溶存状態とエネルギー関係を明らかにした。またこれらの結果にもとづいて得られた溶存状態に関する結論を、X線結晶解析による分子構造の研究結果と比較検討した。(2) 錯形成反応機構の研究高圧ストップトフロー法を用いて各種溶媒中での迅速な錯形成反応の活性化体積を測定し、溶媒や配位子の「かさ高さ」と反応機構との関連を解明した。(3) 溶媒交換反応機構の研究多核種NMRを用いて第一還移金属(【II】)イオンの酢酸交換反応速度を測定した。さらに高圧下でのMn(【II】)イオンの各種溶媒交換反応を測定し、活性化体積を決定し、反応機構と溶媒効果を明らかにした。本研究の大きな特徴は、金属錯体の熱力学的および速度論的挙動を明らかにするため、我々が独自に開発した高圧ストップトフロー装置,高圧多核種NMRプローブ,高圧超音波吸収セル,自動演算系を有する熱量計ならびに高精度膨脹計を用いて反応体積や活性化体積,熱力学的パラメーターを積極的に測定し、金属錯体の関与する溶液内反応の反応機構や溶存状態を解明したことである

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • メチレン鎖で架橋したオルトアミノメチルジボロン酸のグルコースに対する反応性の検討

    2020年  

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     長さの異なる三種類のメチレン鎖リンカー(メチレン鎖の数 n = 4, 6, 8)で架橋したオルトアミノメチルジボロン酸を合成し、D-グルコースに対する反応の速度論的および平衡論的測定と解析を行うことにより、D-グルコースの選択的センシングに適した架橋炭素鎖の長さを検討した。解析結果より、ジボロン酸に対してD-グルコースの濃度が過剰の条件で、n = 4のジボロン酸はD-グルコースと1:1で反応するが、n = 6 および n = 8 のジボロン酸は1:2で反応することがわかった。すなわち、n = 4 のジボロン酸のみがD-グルコース分子中の2カ所のジオール部位と結合し、D-グルコース選択性を発現する可能性が高いことがわかった。

  • ボロン酸の反応に関する基礎研究に基づく糖類のセンシング

    2020年  

     概要を見る

     5-ヒドロキシ-オルトアゾフェニルボロン酸とN-メチルピリジルボロン酸、および5-エチルアミノ-オルトアゾフェニルボロン酸とN-メチルピリジルボロン酸をそれぞれp-キシレンで架橋した2種類のジボロン酸を合成し、キャラクタリゼーションを行い、D-グルコースおよびD-フルクトースとの条件平衡定数の測定を行った。後者のジボロン酸では、青色から赤紫への明瞭な色調変化が観測された。また、後者の条件平衡定数は、pKaが同程度のモノボロン酸の約40倍の値であり、D-グルコースおよびD-フルクトースとの条件平衡定数の値はほぼ等しかった。そのため、後者のジボロン酸は血液中のD-グルコースの定量に利用できる可能性が高い。

  • ボロン酸とボロン酸イオンの反応性の逆転に関する速度論的研究

    2019年  

     概要を見る

     ボロン酸(RB(OH)2)とボロン酸イオン(RB(OH)3–)の反応性を正しく理解することは、より優れたボロン酸型糖センサーの開発の基礎となる。しかし、両者の反応性を同時に評価できる反応系は、限定的である。我々はこれまで、反応系を適切に設計し、精密測定・解析を行うことにより、両者の反応性の評価を行ってきた。本研究では、アリザリンレッドSとフェニルボロン酸誘導体の反応系を用いることにより、ボロン酸のpKaが高くなるにつれ両者の反応性に差がなくなり、遂には反応性が逆転することを実験的に確かめた。また、なぜこのような現象が起こるのかを、両者の反応機構の違いに基づいて解釈した。

  • ベンゾオキサボロールとアリザリン レッド Sの反応に関する再研究

    2018年  

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     ベンゾオキサボロール(BxB)は、糖類に対する反応性の高さから再注目されている化合物であり、BxBを骨格とする糖センサーが多く報告されている。BxBとアリザリンレッドSの反応機構は既に他の研究者により報告されているが、議論の前提の基礎データの解釈に根本的な誤りがあるため、本研究において反応機構の詳細な再研究を行った。 様々な条件で測定したデータを詳しく解析した結果、反応機構は既報のものとは全く異なり, 如何に基礎データの正しい解釈が重要性であるかを例示することができた。 本研究成果は、化学的に正当な解析方法の例示となり、当該分野に対して適切な解析方法を浸透・徹底させる効果があると期待される。

  • フェニルボロン酸とアリザリン レッドSの反応に関する再研究

    2017年  

     概要を見る

     ボロン酸型糖センサーの基本骨格であるフェニルボロン酸(PhB)とアリザリンレッドS (ARS)との反応のメカニズムは, 既に報告されており, 広く受け入れられている。しかし, その論文には議論の前提となっている基礎データの解釈に根本的な誤りがある。そのため本研究では, キレート滴定の基本的な考え方である条件平衡定数の考え方を適用し, 基礎データの正しい解釈を例示するとともに, 反応速度論的測定により反応活性種を特定し, 詳細な反応機構の解明を行った。その結果, PhBとARSの反応の詳細な反応機構を構築することができた。また付随して, 酢酸緩衝液による当該反応の促進効果を定量的に説明することができた。

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現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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