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パイ共役炭化水素における炭素-炭素共有結合とイオン結合のスイッチングの精密制御

研究課題

研究課題/領域番号 12020229
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

北川 敏一  京都大学, 工学研究科, 助教授 (20183791)

研究分担者 竹内 賢一  京都大学, 工学研究科, 教授 (50026358)
研究期間 (年度) 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2000年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードフラーレン / カルボカチオン / pK_<R^+>値 / ソルボリシス / 活性化自由エネルギー / 熱力学的安定性 / 求核置換反応
研究概要

1.モノアルキルフラーレンカチオンの熱力学的安定性の定量的評価
先に我々が初めて観測に成功した、モノアルキルフラーレンカチオンの熱力学的安定性をpK_<R^+>値およびソルボリシスの反応速度により検討した。pK_<R^+>値は、p-トルエンスルホン酸-硫酸混合溶媒中で分光法により求めたフラレノール類のイオン解離度データから、ジクロロメチル基および1,1,2-トリクロロエチルカチオンが結合したフラーレンカチオンについてそれぞれ-16.0、-15.7と決定された。一方、これらのカチオンに対応する塩化物は、トリフルオロエタノールーアニソール(1:9v/v)混合溶媒中でソルボリシスを受け、半減期2時間および14時間(25℃)で溶媒置換生成物を与えた。反応速度の精密測定により、活性化自由エネルギーは、それぞれ24.0および25.0kcal/molと決定された。以上の熱力学パラメータは、t-ブチルカチオンについての値(pK_<R^+>=-14.8,活性化自由エネルギー=26.9kcal/mol)に近接しており、モノアルキルフラーレンカチオンが第3級アルキルカチオンに匹敵する安定性を有することが示された。
2.モノアルキルフラーレンカチオンを経由する反応
フラーレンカチオンを中間体として経由する反応は、合成化学上重要性が高いと考えられる。本研究では、上述のソルボリシスのほか、塩化アルミニウムあるいは銀イオンを触媒とするRC_<60>Clの求核置換反応(求核種:アルコール類、置換ベンゼン)、ClCH_2-C_<60>-Clの1,2-置換体と1,4-置換体の異性化反応が副反応を伴わずに進行することを確認した。

報告書

(1件)
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] 北川敏一: "Acid-Catalyzed Rearrangement of Ethynylcycloheptatriene to Phenylallene"Organic Letters. 2巻19号. 3011-3013 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 北川敏一: "Reaction of Cyclopropenylium Ions with the tert-Butyl-C_<60> Anion : Carbocation-Carbanion Coordination vs Salt Formation"Tetrahedron. 57巻(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 北川敏一: "Monofunctionalized C_<60> Ions : Their Generation, Stability, and Reactions"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 74巻(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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