気相グリニャール試薬の生成とその構造・反応性の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26620015
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 本間 健二 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (30150288)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 剛昭 静岡大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30360051) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: グリニャール試薬 / 金属含有クラスター

Outline of Annual Research Achievements

グリニャール反応は、長い歴史を持つ有機合成化学にとって無くてはならない重要な反応の1つである。本研究は、このグリニャール反応・グリニャール試薬の実体・反応機構を物理化学的手段で解明することを目的としている。
本研究では、レーザー蒸発法を用いて気相に取り出した金属原子(Mg)とCH3I、ジエチルエーテル(DEE)と混合し、3成分クラスターを生成する計画であった。生成したクラスターを真空紫外レーザーイオン化により、イオン化質量分析して構成を決定し、グリニャール試薬類似の化学種を探索する計画で、混合方法、超音速ノズルの形状、イオン化方法などを検討し、目的の化学種の検出を目指していた。
本年度は、ノズル延長部なしでレーザー蒸発－118nm真空紫外レーザーイオン化法を基本にして、CH3I/キャリヤーガス(He、Ar)、DEE/キャリヤーガスなどの条件でMg-CH3IあるいはMg-DEE錯合体を検索した。また、Mg/DEE/キャリヤーガスの自由膨張にCH3Iを少量混合する方法も試みた。その結果、MgとCH3I、DEEのクラスターはほとんど観測することができなかった。これは、118nmイオン化がMgを効率よくイオン化することができないため、感度に問題があると考えられる。しかし、CH3I-(DEE)nクラスターについては、n=6、7までが効率よく生成していることが観測された。もっとも濃度の低い金属原子をより効率よく観測すること、他の金属原子(Znなど)を試みるなど展開を図りたい。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

もっとも重要な金属原子－有機分子の混合クラスターの観測に成功していない。レーザー蒸発条件、超音速膨張条件などは可能な条件を十分に検索したとはいえない。

Strategy for Future Research Activity

計画で提案しているように、レーザー蒸発条件・超音速膨張条件・反応セル型ノズル延長部の導入など、試みるべき方法はあるので、それを着実に試みていく。また、亜鉛金属原子はCH3IのCI結合に挿入したという報告もあるので、金属原子もMgにとらわれずに取り扱う。イオン化法については、118nm光を強くすることを試みると共に、193nm光によるイオン化、金属原子の共鳴を用いたイオン化などを試みる。

Causes of Carryover

本年度は、現有の光イオン化－飛行時間型質量分析計をそのまま用いた測定を主に行った。当初の計画では、ノズル延長部の改良デザイン・製作、いくつかのイオン化法の導入を行う予定であった。そのための物品費を繰り越すことになった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

2年度予算を合わせて、光イオン化－飛行時間型質量分析計の改良を行う。また、共鳴を用いた4波混合による真空紫外光の発生など、イオン化法についても、高感度かを目指した試みを行う。