2014 Fiscal Year Research-status Report
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25410037
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
山田 眞二 お茶の水女子大学, 大学院人間文化創成科学研究科, 教授 (30183122)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子天秤 / カチオン―π相互作用 / πーπ相互作用 / 分子内相互作用 / 相互作用エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、昨年度までに合成した分子天秤を用いて1)溶媒効果、2)対アニオン効果を検討した。種々の溶媒中でカップリング定数を測定し、カチオン－πとπ－π相互作用エネルギー差を求めたところ、0.6-1.4 kcal/molの値が得られた。溶媒によって大きな違いが見られ、非極性溶媒中では大きな相互作用エネルギー差を示したが、極性溶媒中では小さな値となり、溶媒の比誘電率εとの間におおよその相関があることが明らかになった。このような結果は、分子天秤のピリジニウム部分が極性溶媒により溶媒和されるため分子内カチオン－π相互作用が弱められた結果、π－π相互作用との差が小さくなったものと考えることができる。
次に、対アニオンの効果を調べるため、種々の陰イオンに交換し、カップリング定数を求めた。その結果、溶媒効果ほどではないものの、対アニオンも相互作用エネルギーに影響を与えることが明らかになった。ハロゲン化物イオンの比較では、塩化物イオンの場合に最も高いエネルギー差(1.72 kcal/mol)が得られ、Cl- > Br- >I- の順になった。対アニオンの影響の詳細は明らかではないが、イオン半径が増すにつれてΔGが減少することから、立体反発により分子内カチオンーπ相互作用が阻害された結果であると考えられる。また、対アニオンは分子内相互作用によるコンホマーの平衡と同時に、イオン対の解離平衡にも関与しているため、対アニオンの電子的な関与も影響していることが考えられる。
さらに、置換基効果について検討するため、芳香環にメトキシ基を有する分子天秤の合成も行った。今後、これらの誘導体を用いて相互作用エネルギーに及ぼす置換基の影響を明らかにする予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画に沿って、新規分子天秤の合成を行い、相互作用エネルギー差が溶媒の比誘電率に大きく依存すること、ならびに対アニオンのイオン半径に依存することを明らかにすることができた。これらの結果は従来知られていなかった知見であり、当初の計画通りに研究が進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、種々の置換基を導入した分子天秤を合成し、置換基の相互作用エネルギーに及ぼす効果を明らかにする。さらに、本分子天秤の分子スイッチへの応用を検討する予定である。
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