2015 Fiscal Year Research-status Report
気相グリニャール試薬の生成とその構造・反応性の解明
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26620015
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
本間 健二 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (30150288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 剛昭 静岡大学, 理学部, 准教授 (30360051) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | グリニャール試薬 / 金属含有クラスター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グリニャール反応は、有機合成化学にとって最も重要な反応の1つである。本研究は、グリニャール反応・グリニャール試薬の実体・反応機構を気相クラスターを用いて物理化学的手段で解明することを目的としている。
本研究計画では、レーザー蒸発法を用いて気相に取り出した金属原子とヨウ化メチルの錯体に溶媒としてジエチルエーテル（DEE）を付着させたクラスターを生成する計画であった。本年度は、金属としてマグネシウムを用いて、ノズルの延長部なしでレーザー蒸発法を行い、主に118nm（YAGレーザー3倍波の3次高調波）によってイオン化することを試みた。その結果、DEE自身のクラスター、DEEによって溶媒和したヨウ化メチルのクラスターを観測することができたが、金属Mgを含むクラスターは全く観測されなかった。また、光量が多く、多くのイオンが生成できるArFレーザー（193nm）も試みたが、基本的には改善されなかった。これは、118nmや193nmによるイオン化では、ヨウ化メチルやDEEに比べて濃度がはるかに低いMg原子は検出されにくいためと考えられる。金属原子に対してより感度の良い共鳴多光子イオン化などの手法も試みたが、Mg/CH3I/DEEは、「共鳴波長が不明である」「飛行時間のわずかに短い金属イオンの強いシグナルのテールの影響を受ける」などのために検出できなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
出発点になる金属原子-有機分子のクラスターがまだ観測されていない。レーザー蒸発によって生成する金属原子を含むクラスターを検出するのに十分な感度を持つイオン化法が見いだせないためである。共鳴多光子イオン化は金属原子を非常に高感度に検出できるが、有機分子と金属原子のクラスターは、その強い金属原子イオンに隠れてしまうと考えられ、検出方法の再検討が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
金属原子イオンと有機分子-金属原子クラスターイオンを同一の検出器で検出することは難しい。飛行時間が異なるが、先に検出器に到達する金属イオンの強度があまりに強いため、後に続く弱いクラスターイオンは観測されない可能性が高い。イオン検出器にクラスターイオンの到達と同期させて短時間の高電圧パルスをかけ、クラスターに対してだけ感度があるようないわゆるゲートをかけることが必要である。また、ノズル形状、Mgに変わる金属種を再検討することも必要である。
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| Causes of Carryover |
今年度は、レーザー蒸発法によって生成した気相マグネシウム原子をヨウ化メチルのC-I結合へ挿入させるべく、さまざまな条件で観測を行ったが、挿入した化学種を検出できなかった。イオン化検出の感度も十分ではなく、更に条件を検討する必要がある。また、研究代表者は、研究科長・理学部長の職にあり、十分研究に費やす時間を取ることも難しかった。平成28年度はこの役職を終了するので、一部予算を繰り越して成果を上げたいと考えた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
非常に濃度の低い目的クラスターイオンを高感度に検出するために、イオン検出器に高電圧ゲートをかけるために必要なパルス電源を購入する。また、ノズルの改良・工作費用にあてる。
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