| 研究課題/領域番号 |
19550045
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
園田 高明 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (90108770)
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| 研究分担者 |
三島 正章 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (20037279)
小野 泰蔵 産業技術総合研究所中部センター, 計測フロンティア研究部門, 研究グループ長 (10356735)
深谷 治彦 産業技術総合研究所中部センター, 計測フロンティア研究部門, 研究グループ長 (20357883)
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| キーワード | 化学物理 / 有機フツ素化合物 / 気相酸性度 / 超共役安定化 |
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| 研究概要 |
種々の炭素-水素結合を有する有機化合物のフッ素ガスを用いた。フッ素化反応によって、環状、非環状、および、かご状構造を有する種々の多フッ化炭素酸(Rf-H)や多フッ化アルコール(Rf-OH)を合成した。これらの化合物の気相酸性度をFT-ICR(Ion Cyclotron Resonance)-質量分析法を用いて測定した。また、ヘテロ原子を有する既知の無機酸や有機酸との比較を行うと同時に、B3LYP/6-311+G(d、p)レベルの密度汎関数法を用いた量子化学計算によってこれらの含フッ素化合物の気相酸性度の定量的予測が可能であることが明らかとなった。その結果ペルフルオロアダマンタン-1-オールはこれまでに知られている化合物の中で最も強い酸性を示すアルコールであり、その気相酸性度はメンタンスルホン酸に匹敵するほど大きな値となることが明らかとなった。また1-H-ベルフルオロアダマンタンの気相酸性度は硝酸に匹敵する酸性度を示すことが実験と計算で明らかとなり、ヒドロフルオロカーボン(HFC)の中には炭素-水素結合の水素原子がプロトンとして放出しやすい炭素酸としての物性と反応性を示すことが明らかとなった。種々の多フッ化炭素化合物が示すこのような特異な強酸性は、これらの化合物の共役塩基である看機陰イオン種の電子状態を計算化学的に考察した結果、陰イオン中心元素(炭素および酸素)のβ位に位置する炭素-フッ素結合のみならずβ位の炭素-炭素結合による超共役安定化に起因することがNBO(Natural Bond Orbital)分析法を用いた量子化学計算結果から明らかとなった。
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