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ケイ素原子架橋TME型中間体の電子構造の分光学的および理論的評価

研究課題

研究課題/領域番号 10J09311
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機化学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

狩野 佑介  大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードテトラメチレンエタン / シロール / DFT計算 / 光誘起電子移動反応 / レーザーフラッシュフォトリシス / 軌道相互作用 / 過渡吸収スペクトル / ケイ素 / テトラメチレンエタン(TME)
研究概要

本研究は,シロール誘導体である1,1-ジメチル-3,4-ジ(α-スチリル)シロール(1)を新規合成し,この光誘起電子移動反応でケイ素原子架橋テトラメチレンエタン(TME)型ラジカルカチオン2^<・+>とビラジカル2^<・・>を発生させ,これらの分光学的および理論的な評価を目的としている.
平成24年度において,申請書に記載した研究計画(以下の(1)~(3)を遂行すべく,研究を行った.
(1)シロール誘導体1の新規合成
現在,基質1の前駆体である1,1-ジメチル-3,4-ビス(1-フェニル-1-ヒドロキシエチニル)シロールの合成にまで成功している.今後,ただちに脱水反応で1を合成する予定である.
(2)TD-DFT計算を用いた過渡中間体(1^<・+>,2^<・+>,^12^<・・>,^32^<・・>)の電子遷移の評価
過渡中間体のうち,一重項種の^12^<・・>と三重項種の^32^<・・>の時間依存密度汎関数理論(TD-DFT)計算を行いその分子軌道と電子遷移について知見を得た.その結果,^12<・・>の電子遷移は673nmに,^32^<・・>のそれは450nmに算出され,互いに大きく異なることがわかった.このことは,^12^<・・>と^32^<・・>を同時に発生させた場合,それぞれの過渡吸収を容易に区別して観測できることを示している.また,閉殻種である母体シロールと同様に,開殻種であるシロール誘導体^12^<・・>のLUMO+1と^32^<・・>のLUMOおよびSOMOにも同様に,シロール環の2位の炭素と5位の炭素の間にケイ素を介した軌道相互作用が発現するという興味深い知見も得た.これらの成果をまとめた学術論文をJ.Phys.Org.Chem.誌に招待論文として投稿し,査読の結果,わずかな修正を要求されたのみで受理され掲載された.
(3)レーザーフラッシュフォトリシス(LFP)を用いた中間体(2^<・+>,^12^<・・>,^32^<・・>)の過渡吸収スペクトルの観測現在のところ,1の合成には至っていないため検討できていないが,1が合成された後,ただちにLFPを用いて中間体(2^<・+>,^12^<・・>,^32^<・・>)の過渡吸収スペクトルの観測を行う予定である.

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (22件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] DFT Studies of Unique Stereoelectronic Effects of Substituents on Divergent Reaction Pathways of Methylenecyclobutanone Radical Cations2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kano, F. Tanaka, E. Ohta, K. Mizuno, H. Ikeda
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 68 号: 27-28 ページ: 5564-5571

    • DOI

      10.1016/j.tet.2012.04.079

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density Functional Theory Study of Silole-fused Tetramethyleneethane Biradicals with Orbital Interactions2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Kano, K.Mizuno, H.Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of Physical Organic Chemistry

      巻: 24 号: 10 ページ: 921-928

    • DOI

      10.1002/poc.1891

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 炭素またはケイ素で架橋した開殼種テトラメチレンエタンの光誘起電子移動による発生2013

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 鰰将太朗, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      草津, 滋賀
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素架橋型テトラメチレンエタン型ビラジカルに発現する特異な軌道相互作用2013

    • 著者名/発表者名
      榊将太朗, 狩野佑介, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      草津, 滋賀
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] テトラメチレンエタン型中間体の光誘起電子移動反応を利用した新規発生法とその分光学的特性2012

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 榊将太朗, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      石油学会第21回関西支部研究発表会
    • 発表場所
      大阪, 大阪
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Application of the Low-Lying LUMO Level of Silole to Tetramethyleneethane Chemistry2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kano, Shotaro Sakaki, Eisuke Ohta, Kazuhiko Mizuno, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      The 10^<th> International Conference on Heteroatom Chemistry (ICHAC-10)
    • 発表場所
      Uji, Kyoto
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動で生ずるシロール縮環テトラメチレンエタン型ビラジカルの軌道相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 鰰将太朗, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      第36回有機電子移動化学討論会・第8回有機電子移動化学若手の会
    • 発表場所
      府中, 東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 1, 4-ジアリールブタンー1, 4-ジイルラジカルカチオンの分子構造と軌道相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      池田浩, 梅本直希, 兼井貴弘, 狩野佑介, 太田英輔, 水野一彦
    • 学会等名
      第36回有機電子移動化学討論会・第8回有機電子移動化学若手の会
    • 発表場所
      府中, 東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Orbital Interactions Appeared in the Silole-Fused T etramethy leneethane-Type Intermediates2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kano. Shotaro Sakaki, Eisuke Ohta, Kazuhiko Mizuno, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      59^<th> Symposium on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      Osaka, Osaka
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動反応によって発生するケイ素架橋型テトラメチレンエタンビラジカル2012

    • 著者名/発表者名
      榊将太朗, 狩野佑介, 太田英輔, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      第23回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      京都, 京都
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Silicon-Bridged T etramethy leneethane-Type Biradical Generated by Photoinduced Electron-T ransfer Reaction2012

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Sakaki, Yusuke Kano, Eisuke Ohta, Kazuhiko Mizuno, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      The 4th Asian Silicon Symposium (ASiS-4)
    • 発表場所
      Tsukuba, Ibaraki
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Orbital Interactions of Siloles Fused into Open-shell Tetramethyleneethane2011

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kano, Shotaro Sakaki, Kazuhiko Mizuno, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      58^<th> Symposium on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シロール縮環シクロペンタジエン誘導体の合成と光誘起電子移動反応2011

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 榊将太朗, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      第38回有機反応懇談会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2011-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動によって発生するテトラメチレンエタン型中間体の分光学的研究2011

    • 著者名/発表者名
      池田浩, 狩野佑介, 落合鋼志郎, 高橋康丈, 水野一彦
    • 学会等名
      物質・デバイス領域共同研究拠点共同研究シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学,大阪
    • 年月日
      2011-01-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動反応で生ずるテトラメチレンエタン型中間体の電子構造2011

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 落合鋼志郎, 高橋康丈, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      高次π空間の創発と機能開発第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起電子移動反応で生ずるシロール縮環テトラメチレンエタンにおける軌道相互作用2011

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      宮崎
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DFT Study of Silole-fused TME Biradicals Generated by Photoinduced Electron-Transfer Reactions2011

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kano, Kazuhiko Mizuno, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      The 62^<nd> Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Niigata
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The Orbital Interactions Appeared in Silole-fused TME Biradicals Generated by Photoinduced Electron-Transfer Reactions2011

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kano, Shotaro Sakaki, Kazuhiko Mizuno, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      Workshop Open-shell Organic Molecules-Synthesis and Electronic Structure Freedom
    • 発表場所
      Osaka
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 開殼種テトラメチレンエタンに縮環したシロールの軌道相互作用2011

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 榊将太朗, 水野一彦, 池田浩
    • 学会等名
      第15回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of Silole-fused Tetramethyleneethane-type Intermidiates Generated by Photoinduced Electron-Transfer Reaction2011

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kano, Shotaro Sakaki, Kazuhiko Mizuno, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (KJFP-2011)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Selective Observation of 'Tetramethyleneethane-type Biradical and Radical Cation Intermediates on Laser Flash Photolysis2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kano, H.Ikeda, K.Ochiai, Y Takahashi, K.Mizuno
    • 学会等名
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA.
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] メチレンシクロブタノンラジカルカチオンの開裂反応における位置選択性のDFT法による評価2010

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 池田浩, 田中太, 水野一彦
    • 学会等名
      第21回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 1,4-ジシアノ-2-メチルナフタレン-N,N-ジメチル-p-トルイジン連結Dyadの分子間および分子内エキシプレックスの生成2010

    • 著者名/発表者名
      井本充隆, 池田浩, 狩野佑介, 谷口久次, 玉置晃弘, 竹田元則, 水野一彦
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学,千葉
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] メチレンシクロブタノンラジカルカチオンの位置選択的開裂反応のDFT法による評価2010

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 池田浩, 田中太, 水野一彦
    • 学会等名
      第34回有機電子移動化学討論会
    • 発表場所
      大阪府立大学,堺
    • 年月日
      2010-06-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 高次π空間の創発と機能開発2013

    • 著者名/発表者名
      狩野佑介, 太田英輔, 池田浩
    • 総ページ数
      245
    • 出版者
      シーェムシー出版
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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