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2020 年度 研究成果報告書

機能評価・開拓を目指した分子軌道法によるNMR解析の実践

研究課題

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研究課題/領域番号 18K05081
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
研究機関和歌山大学

研究代表者

林 聡子  和歌山大学, システム工学部, 准教授 (00294306)

研究分担者 中西 和郎  和歌山大学, 学内共同利用施設等, 名誉教授 (80110807)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードNMR化学シフト / 結合定数 / 量子化学計算 / 分子軌道法 / 相対論効果 / 有機典型元素化合物 / Slater-type原子軌道
研究成果の概要

核磁気共鳴法(NMR)法における難解な磁気的現象の解析を避け、物質の機能評価や開発に役立つ、簡便で直感的に理解し易い解析を目指した。分子軌道法に基づくNMR化学シフト(δ値)や結合定数(J値)の解析の適応範囲拡大と視覚化に取り組んだ。
δ値を各占有軌道の寄与、また各占有軌道から各非占有軌道への遷移の寄与に分解し、評価できることを明らかにした。77Se核が、相対論的効果が無視できる限界の原子であることも明らかにした。J値はFermi contact項の寄与が大きいとされているが、常磁性スピン-軌道相互作用によって支配される系も見出した。δ値とJ値の成分を各分子軌道法に基づく手法は確立できた。

自由記述の分野

構造有機化学および物理有機化学関連

研究成果の学術的意義や社会的意義

NMR法は、物質科学の研究において極めて重要な手段である。有機化学の実験室では、NMR測定は日常頻繁に行われ、δ値やJ値を中心に解析され、化合物の同定や構造解析、反応追跡等に役立てている。しかしこれらのデータは極めて重要な情報を多く含んでいるが、物質の機能評価や開発に用いられることは少ない。δ値やJ値が本質的に磁気的現象によるため、その詳細な解釈が複雑かつ難解だからである。また高周期元素では、相対論効果のため解釈がさらに難解となる。
難解な磁気的現象の詳細な解析を避け、より簡便で直感的に理解し易いNMRデータの起源を各分子軌道に求めた本成果の方法は、物質の機能評価や開発に役立つと期待される。

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公開日: 2022-01-27  

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