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2019 年度 実績報告書

局在化1,3-ジラジカルの構造と反応性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17F17340
研究機関広島大学

研究代表者

安倍 学  広島大学, 理学研究科, 教授 (30273577)

研究分担者 SARKAR SUJAN  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-11-10 – 2020-03-31
キーワードジラジカル / トンネル現象 / 低温マトリクス / 立体選択性 / 電子スピン共鳴 / 振動スペクトル
研究実績の概要

局在化一重項ジラジカルは,結合のホモリシス過程に必ず介在する鍵中間体であり,その構造と反応挙動を精査し,その化学的性質を明らかにすることで,化学反応の深い理解に繋がる.本研究では,局在化シクロペンタン1,3―ジラジカルの化学を明らかにするため,その前駆体であるアゾ化合物2,3-ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプテンの合成と対応するジラジカルの発生と単離を低温マトリクス法によって実施した.
2019年度の研究では,2,3-ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプテンの1,4-7位の水素原子の6個を選択的に重水素化した重水素化アゾ化合物の合成を行なった.その合成には,まず,シクロペンタジエンの重水素化を行い,その後,アゾアルカンとのDiels-Alder反応によって重水素化アゾ化合物の合成を達成した.その重水素化アゾ化合物をMTHFに溶解し低温5 Kで光照射を行い,発生するジラジカルを電子スピン共鳴(ESR)法と赤外分光(IR)法によって直接観測を試みた.その結果,重水素化していない三重項ジラジカルと同様のESRシグナルが観測された.興味深いことに,低温5 Kにおいても,そのトリプレット種のESRシグナルが減衰することが観測され,その失活速度は,水素の場合と比較して,3倍程度遅いことが確認された.その失活課程に及ぼす同位体効果は,理論計算で予測される同位体効果に比べて10倍程度短いことがわかった.つまり,三重項ジラジカルの失活の律速段階は,一重項への項間交差の段階であることが明らかになった.次に,I R測定によって,生じる閉環体の立体選択性を評価することを行なった.室温溶液中の立体選択性とは異なり,原料の立体選択性を保った生成物が優先的に得られた.この実験結果は,脱窒素直後に生じる中間体の構造が重要であることを示している.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Ben-Gurion University of the Negev(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      Ben-Gurion University of the Negev
  • [学会発表] Heavy Atom Tunneling, Matrix Effect, and Wavelength Effect in the Photoreaction of 2,3-diazabicyclo[2.2.1]hept-2-ene2019

    • 著者名/発表者名
      Sujan Kumar Sarkar and Manabu Abe
    • 学会等名
      European Symposium on Organic Reactivity
    • 国際学会
  • [備考] 広島大学大学院理学研究科反応有機化学研究室

    • URL

      https://www.hiu-roc.com

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公開日: 2021-03-11  

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