カーボン・サテライトを用いたプロトンNMR法による液晶中の分子の構造決定-フレキシブルな分子への応用

• Project/Area Number: 07740440
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 竹内 浩 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10216856)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1995: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: プロトンNMR / ネマチック液晶溶媒 / 直接結合定数 / 分子構造 / 配向度

Research Abstract

1.対象分子としては、当初予定していたallyl chlorideとallyl bromideに変えて、acetaldoxime(CH_3CH=NOH)を用いた。allyl chlorideのような分子では、コンホマ-間のinterconversionがNMRの時間スケールより速いため、一組の直接結合定数のみが観測される。acetaldoximeについてはsynとanti形のコンホマ-に対して、各々の直接結合定数が得られることが期待できるので、予定を変えた。
2.試料をNMR管に入れた後、脱気、封入するために、真空ラインを準備した。脱気、封入することにより、^1H-NMRスペクトルの吸収の線幅を狭くし、^<13>Cサテライトをより多く観測することが可能になった。
3.acetaldoximeをネマチック液晶EBBAとZLI1132に5wt%溶かし、^1H-NMRスペクトルを室温で測定した。ZLI1132中では、acetaldoximeの一部がアセトニトリルと水に分解していた。一方、EBBA中では、そのような変化がみられなかった。スペクトルの解析から、2つのコンホマ-に各々帰属できる吸収が現れていることがわかった。
4.分子が液晶中に部分配向することにより生じる分子構造の歪みの補正を行う。そのために、内部回転を含まない分子に対して歪みの補正を行うプログラムを修正し、内部回転を持つ分子に適用できるようにした。
5.^1H-NMRスペクトルの解析からプロトン間の直接結合定数を求めた後は、^<13>Cサテライトからプロトンとカーボン間の直接結合定数を求める。さらに^<15>Nを自然存在比より多く含む試料の^1H-NMRスペクトルの^<15>Nサテライトからプロトンと窒素間の直接結合定数を求める予定である。それから、二つのコンホマ-の分子構造と配向度を求め、コンホマ-と配向運動の相関について提案されているモデルの妥当性を検討する。