超音波化学反応の活性化機構の解明と反応性選択性の制御

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04453021
• Research Institution: SHIGA UNIVERSITY OF MEDICAL SCIENCE
• Principal Investigator: 安藤 喬志 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (70029867)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 光恵 滋賀医科大学, 医学部, 教務職員 (40175576) ; 宗宮 創 滋賀医科大学, 医学部, 助手 (80211324) ; 木村 隆英 滋賀医科大学, 医学部, 助教授 (70167378)
• Keywords: ソノケミストリー / 超音波 / 四酢酸鉛 / 光反応 / テトラヒドロフラン / ヒドロペルオキシド / 標準化

Research Abstract

1.四酢酸鉛と各種有機化合物とのソノケミストリーについて引き続き研究を進めた。四酢酸鉛の熱分解によって得られるメチルラジカルとトランス-β-メチルスチレンとの反応における選択性の差を利用した熱力学的研究からは、このラジカル連鎖反応の反応環境が数千度といわれるキャビテーション中ではなく、むしろバルク液層の温度にほぼ等しいことが結論された。類似の結論は、他の研究者によるまったく独立した研究によっても確かめられており、ソノケミストリー反応についての基本的知見となった。しかし、四酢酸鉛のそのほかの反応においては、ここまで定量的な結果が得られなかった。
2.水中でハロゲン化物イオン存在下に超音波を照射すると、不飽和化合物のシス-トランス異性化だけでなく水酸化が起こるという可能性について検討したが、合成反応として利用できる程度には起こらないことがわかった。
3.テトラヒドロフラン中でベンゾフェノンの存在下に光照射しつつ超音波を照射すると、それぞれを単独に照射したときには得られない化合物が同時照射のときのみ得られた。検討の結果、この生成物はテトラヒドロフラン・ヒドロペルオキシドとその分解生成物であることがわかった。超音波照射下に熱的に不安定なヒドロペルオキシオドが生成物となることも意外であり、同時照射のときのみにこれが生成物となる機構についても現在は不明である。いずれにせよ、均一相での光と音とによる同時励起の可能性があり、ソノケミストリーの新しい展開が期待される。
4.ソノケミストリー反応のための超音波出力の標準化について検討した。ヨウ化物の酸化反応によるヨウ素生成量は、装置の電気入力には比例しないが熱量測定法による出力には比例し、この反応をソノケミストリーの標準反応とできることがわかった。

Research Products

• [Publications] Takahide Kimura: "Structural Effect on Chelation Selectivity of Alkaline Earth Metal Ions with Aminopolycarboxylate-type Chelators" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1615-1621 (1994)
• [Publications] Takahide Kimura: "The Site of the Sonochemically-Initiated Radical Reaction of Lead Tetraacetate with β-Methylstyrene" Chemistry Letters. 67. 55-56 (1995)
• [Publications] Takashi Ando: "Acid-Base CatalysisII" Kodansha, 557 (1994)