2004 Fiscal Year Annual Research Report
迅速X線結晶解析法による液体化合物の結晶構造の研究
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15550006
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| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
植草 秀裕 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60242260)
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| Keywords | 液体化合物 / 結晶構造解析 / 分子間相互作用 / 水素結合 / 結晶融点 / 偶奇性 |
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| Research Abstract |
常温で液体である低分子量化合物は、工業材料として、また物性への興味から多数の研究が行われている。しかし、その分子構造はスペクトル的手段でしか調べられなかったため、物性を分子の三次元構造の面から議論することができなかった。
本研究では、これまで開発してきたin situ crystallization法と迅速X線回折測定法を組み合わせることにより、液体化合物を低温下で単結晶化し結晶構造解析により三次元分子構造を明らかにし、構造と物性の相関を明らかにすることを目的としている。
本年は、前年度までに明らかとした酢酸エステル誘導体CH_3COO(CH_2)_<n-1>CH_3(n=1-5)の鎖長と融点の相関について、結果をまとめ考察を行った。結晶構造解析の結果より、結晶融点の偶奇性は、分子間のC-H...O相互作用の本数および形式に依存する性質であることを明らかにしている。一方、この偶奇性は鎖長が長くなると消失することがわかっている。このことについて、半経験的理論計算を行い、結晶の安定性に寄与する相互作用について検討を行った。この結果、偶奇性に寄与していたC-H...O相互作用は鎖長が長くなるにつれて増大する、アルキル鎖間のvdW相互作用に埋没する形で寄与が小さくなり、結晶の安定性はvdW相互作用に支配されるようになることを理論計算の観点からあきらかとした。また、単官能基直鎖化合物は、結晶の融点について同様の傾向を示すため、本研究で解明した結晶中の相互作用と融点の相関は一群の化合物について一般的に見られるものであることを明らかにした。
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