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基底状態および光励起状態のペリ環状反応の設計および制御に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 11650852
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工業物理化学
研究機関大阪産業大学

研究代表者

酒井 章吾  大阪産業大学, 工学部, 教授 (40221262)

研究分担者 高根 慎也  大阪産業大学, 工学部, 助教授 (20243199)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2001年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1999年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードペリ環状反応 / Cope転位 / 1,3-Dipolar反応 / CiLC-IRC / IMiCMO / ヘキサジエン / ぺり環状反応 / IMiC MO / ab innitio MO / o-Xylylene / ab initio MO / 芳香族性 / 視覚化プログラム / Diels-Alder反応 / Conical Intersection / ヘキサトリエン / ブタジェン
研究概要

ぺり環状反応として次の4つのプロジェクトについて研究を行った。
(1)Cope転位反応として1,5-Hexadieneの反応機構及びフェニル基による置換基効果。これによりCope転位反応が2つの明確に区別することができる反応であることを明らかにした。すなわち芳香族型遷移状態を経由する共奏的反応機構とバイラジカル型中間体を経る反応機構である。これにより中間体の安定化をはかることにより反応設計が可能であることを示した。
(2)エチレンの2量化に対しその反応機構をCiLC-IRC解折により明らかにした。すなわち、スープラーアンタラ型の反応機構とスープラースプラ型の反応機構に関しそれらはサドンポーラライズ型の反応であることを明らかにした。これらは軌道の重なりの立体的効果により決定されることを明らかにした。
(3)1,3-Dipolar反応機構をCiLC-IRCの手法を用いて調べた。1,3-Dipolar反応機構に関しては現在まで、3種類の反応機構が提唱されておりそれらを明確に説明づけられていなかった。今回我々は反応機構を明確に説明し、この反応機構では反応のエネルギー障壁は2重結合のバイラジカル解離型エネルギーによって支配されること、また、全体の反応機構は双極子部分の電子状態により支配されることを明らかにした。
(4)反応の溶媒効果を取り扱うための分子軌道法に基ずいた分子動力学手法の開発を行った。一般的に溶媒分子を分子力場の方法を用い、溶質分子を分子軌道法を用いる方法が使用されるが、溶媒のような可動性の部分を持つ場合この取扱は近似的に問題がある。そこで我々は系全体を分子軌道法で取り扱うことのできる手法を提案した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Study on the Reaction Mechanisms of ethylene with Cp_2Ti^+R, Cp_2Ti(Cl)R, and Cp_2Ti(Cl : AlH_2Cl)R"J.Mol.Struc(THIEOCHEM). 540. 157-169 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Morita, S.Sakai: "IMiCMO : A New Integrated Ab Initio Multi-Center Molecular Orbital Method for Molecular Dynamics Calculations in Solvent Cluster Systems"J.Comp.Chem.. 22. 1107-1112 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sakai et al.: "Comment on the Electronic Reorganization in 1,3-Dipolar Cycloaddition of Fulminic Acid to Acetylene"J.Phys.Chem.A. 105. 10943-10945 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Analysis of the Cope Rearrangement of 1,5-Hexadiene and Phenyl Derivatives"J.Mol.Struc.(THEOCHEM). (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Analysis of Cyclic Reaction Mechanisms of Two Ethylenes"Int.J.Quantum Chem.. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. T. Nguyen, A. K. Chandra, S. Sakai, K. Morokuma: "Another Look at the Mechanism of the Concerted 1,3-Dipolar Cycloaddition of Fulminic Acid to Acetylene"J. Org. Chem.. 64. 65-69 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Takane, S. Sakai: "Molecular and Electronic Structure of Trithiapentalene"J. Mol. Strct (THEOCHEM). 488. 1-10 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai: "Theoretical Studies on the Electrocyclic Reaction Mechanisms for s-Cis Butadiene and Disilylbutadiene"J. Mol. Struc. (THEOCHEM). 461-462. 283-295 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai, S. Takane: "Theoretical Studies on the Electrocyclic Reaction Mechanisms of Hexatriene to Cyclohexadiene"J. Phys. Chem. A.. 103. 2878-2882 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai: "Theoretical Analysis of Concerted and Stepwise Mechanisms of Diels-Alder Reaction Between Butadiene and Ethylene"J. Phys. Chem. A.. 104. 922-927 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai: "Theoretical study on the photochemical reactions of butadiene. Cyclobutene and bicyclobutane"Chem. Phys. Lett.. 319. 687-694 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai: "Theoretical Analysis of the Cope Rearrangement of 1,5-Hexadiene"Int. J. Quantum Chem.. 80. 1099-1106 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai: "Theoretical Studies of the Electrocyclic Reaction Mechanisms of o-Xylylene to Benzocyclobutene"J. Phys. Chem. A. 104. 11615-11621 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai: "Theoretical Study on the Reaction Mechanisms of ethylene with Cp2Ti+R, Cp2Ti(Cl)R, and Cp2Ti(Cl:AlH2Cl)R. (R = H and CH3)"J. Mol. Strct. (THEOCHEM). 540. 157-169 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Morita, S. Sakai: "IMiCMO: A New Integrated Ab Initio Multi-Center Molecular Orbital Method for Molecular Dynamics Calculations in Solvent Cluster Systems"J. Computational Chem.. 22. 1107-1112 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. T. Nguyen, A. K. Chandra, T. Uchimaru, S. Sakai: "Comment on the Electronic Reorganization in 1,3-Dipolar Cycloaddition of Fulminic Acid to Acetylene"J. Phys. Chem. A. 105. 10943-10945 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai: "Theoretical Analysis of the Cope Rearrangement of 1,5-Hexadiene and Phenyl Derivatives"J. Mol. Strct. (THEOCHEM). (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakai: "Theoretical Analysis of Cyclic Reaction Mechanisms of Two Ethylenes"Int. J. Quantum Chem.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Study on the Reaction Mechanisms of ethylene with Cp_2Ti^+R, Cp_2Ti(Cl)R, and Cp_2Ti(CI : AlH_2Cl)R. (R=H and CH_3)."J. Mol. Struc. (THEOCHEM). 540. 157-169 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Morita, S.Sakai: "IMiCMO : A New Integrated Ab Initio Multi-Center Molecular Orbital Method for Molecular Dynamics Calculations in Solvent Cluster Systems."J. Comp. Chem.. 22. 1107-1112 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai et al.: "Comment on the Electronic Reorganization in 1,3-Dipolar Cycloaddition of Fulminic Acid to Acetylene."J. Phys. Chem. A. 105. 10943-10945 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Analysis of the Cope Rearrangement of 1,5-Hexadiene and Phenyl Derivatives"J. Mol. Struc.(THEOCHEM). (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Analysis of Cyclic Reaction Mechanisms of Two Ethylenes"Int. J. Quantum Chem.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical study on the photochemical reactions of butadiene.Cyclobutene and bicyclobutane."Chem.Phys.Lett.. 319. 687-694 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Analysis of the Cope Rearrangement of 1,5-Hexadiene"Int.J.Quantum Chem.. 80. 1099-1106 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Studies of the Electrocyclic Reaction Mechanisms of o-Xylylene to Benzocyclobutene."J.Phys.Chem.A. 104. 11615-11621 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Study on the Resction Mechanisms of ethylene with Cp_2Ti^+R, Cp_2Ti(Cl)R, and Cp_2Ti(Cl:AlH_2Cl)R.(R=H and CH_3)."J.Mol.Struc.(THEOCHEM). (印刷中).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Morota and S.Sakai: "A New Integrated Ab Initio multi-Center Molecular Orbital Method for Molecular Dynamics Calculations in Solvent Cluster Systems."J.Comp.Chem.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai,et.al.: "Another Look at the Mechanism of the Concerted 1,3-Dipolar Cycloaddition of Fulminic Acid to Acetylene"J.Org.Chem.. 64・1. 65-69 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takane and S.Sakai: "Molecular and Electronic Structure of Trithiapentalene"J.Mol.Struc.(THEOCHEM). 488・1. 1-10 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Studies on the Electrocyclic Reaction Mechanisms for s-Cis Butadiene and Disilylbutadiene"J.Mol.Struc.(THEOCHEM). 461-462. 283-295 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai and S.Takane: "Theoretical Studies on the Electrocyclic Reaction Mechanisms of Hexatriene to Cyclohexadiene"J.Phys.Chem.A. 103. 2878-2882 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Analysis of Concerted and Stepwise Mechanisms of Diels-Alder Reaction Between Butadiene and Ethylene"J.Phys.Chem.A. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Theoretical Study on the photochemical reactions of butadiene. Cyclobutene and bicyclobutane"Chem.Phys.Lett.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai: "Trends in Physical Chemistry"The abinitio LMO centroids analysis for chemical reaction mechanisms (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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