新機能開発をめざしたNMR解析法の開拓:化学シフトにおける電荷効果の評価

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20550042
• 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: 有機化学
• 研究機関: 和歌山大学
• 研究代表者: 中西 和郎 和歌山大学, システム工学部, 教授 (80110807)
• 研究分担者: 林 聡子 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (00294306)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 量子化学計算 / 電荷 / エネルギー差(の逆数) / 軌道の重なり / 有機典型元素 / NMR化学シフト / 結合定数 / 分子軌道

研究概要

NMRは極めて重要な手段であり、国内外を問わず日常的に測定・解析がなされている。NMRに関する論文・総説及びデータ集等が次々と出版されることからも明らかである。しかしNMR化学シフトを原理に立脚して解析することは困難である。そこで醐R化学シフトを電荷・エネルギー差(の逆数)・軌道の重なりの各寄与に分離して解析する方法をまずはSe核に対して確立し,O,G,F,P及びSi核への適用を目指した。また相対論効果についても研究した。

研究成果

• [雑誌論文] How do Weak Z-X-X and Stronger X-Z-X Interactions Affect NMR Chemical Shifts of Halogen Adducts with Chalcogenides (R_2Z・X_2)? Theoretical Background on the Structural Prediction of R2Z.X2 Through Chemical Shifts in Solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Tanioku, T.Nakai, S.Hayashi, W.Nakanishi
  • 雑誌名: Heteroatom Chemistry ページ: DOI:10.1002/hc.20707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Teixidor, A. V. Puga, and V. David, Synthesis, Structural, Spectroscopic and Electrochemical Studies of Carborane Substituted Naphthyl Selenides (2011)
  • 著者名/発表者名: O.Guzyr, C.Vinas, H.Wada, S.Hayashi, W.Nakanishi, F.
  • 雑誌名: Dalton Transactions 2011 ページ: 3402-3411
  • 査読あり
• [雑誌論文] P(O, S, Se, Te)-π(Ar) Conjugations as Factors to Control Fine Structures of 1-(Chalcogena)- naphthalenes (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakai
  • 雑誌名: Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements(S. Hayashi,d W. Nakanishi) 185 ページ: 1031-1045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for Effective p(Z)-π(Ar) Conjugations (Z=S, Se, and Te, as Well as Z=O) in 9-(Arylchalcogenyl)triptycenes : Experimental and Theoretical Investigations (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, T.Nakamoto, M.Minoura, W.Nakanishi
  • 雑誌名: J.Org.Chem. 74 ページ: 4763-4771
  • 査読あり
• [雑誌論文] How Are Non-bonded G---Z (Z=O, S, and Se) Distances at Benzene 1,2-, Naphthalene 1,8-, and Anthracene 1,8,9-Positions Controlled? An Approach to Causality in Weak Interactions (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, W.Nakanishi
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 82 ページ: 712-722
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine Structures of 8-G-1-(p-YC_6H_4C≡CSe)C10H6 (G=H, Cl, and Br) in Crystals and Solutions and G-Dependences (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, K.Yamane, W.Nakanishi
  • 雑誌名: Bioinorganic Chemistry and Applications ページ: Article ID 347359,doi:10.1155/2009/347359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of 1^J(Se, Se) Based on MO Theory : Predominant Contribution of Paramagnetic Spin-Orbit Terms and Torsional Angular Dependence in 1^J(Se, Se) (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Tanioku, S.Hayashi, W.Nakanishi
  • 雑誌名: Bioinorganic Chemistry and Applications ページ: Article ID381925,doi:10.1155/2009/381925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures and Dynamic Stereochemistry of 9-Arylselanyltriptycenes : X-ray Crystallographic, Spectroscopic and Theoretical Investigations (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakamoto, S.Hayashi, W.Nakanishi
  • 雑誌名: New J.Chem. 33 ページ: 1588-1595
  • 査読あり
• [雑誌論文] H/D Isotope Effect on δ(Se) in 8-Methyl-1-(arylselanyl)naphthalenes and Related Selenides : Nonbonded C.H---Se Through-space versus Through-bond Mechanisms (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, K.Yamane, W.Nakanishi
  • 雑誌名: Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements 184 ページ: 1481-1495
  • 査読あり
• [雑誌論文] How Does Non-covalent Se-Se=O Interaction Stabilize Selenoxides at Naphthalene 1,8-Positions : Structural and Theoretical Investigations (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, W.Nakanishi, A.Furuta, J.Drabowicz, T.Sasamori, N.Tokitoh
  • 雑誌名: New J.Chem. 33 ページ: 196-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] 77Se NMR Chemical Shifts of 9-(Arylselanyl)triptycenes : New Standard for Planar Structures of ArSeR and Applications to Determine the Structures in Solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Nakamoto, S.Hayashi, W.Nakanishi
  • 雑誌名: J.Org.Chem. 73 ページ: 9259-9269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noncovalent Z-Z (Z=O, S, Se, and Te) Interactions : How Do They Operate to Control Fine Structures of 1,8-Dichalcogene-substituted Naphthalenes? (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, W.Nakanishi
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 81 ページ: 1605-1615
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contributions from Atomic p(Se), d(Se), and f(Se) Orbitals to Absolute Paramagnetic Shielding Tensors in Neutral and Charged SeHn and Some Oxides, Together with the Effect of Methyl and Halogen Substitutions on σ^p(Se) (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Nakanishi, S. Hayashi, K. Narahara, M.Hada
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 14 ページ: 9647-9655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine Structures of 8-G-1-(Arylethynylselanyl)naphthalenes (G=H, Cl, Br) : Factors to Control the Linear Alignment of Five G-Se.C≡C.CAr Atoms in Crystals and the Behavior in Solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Yamane, S.Hayashi, W.Nakanishi, T.Sasamori, N.Tokitoh
  • 雑誌名: Polyhedron 27 ページ: 3557-3566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Torsional Angular Dependence in ^1J(Se, Se) and Fermi Contact Control of ^4J(Se, Se) : Analysis of nJ(Se, Se) (n=1.4) Based on Molecular Orbital Theory (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Nakanishi, S.Hayashi
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 14 ページ: 5645-5655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine Structures of 1-(Arylethynylselanyl)- naphthalenes: Characteristic Features Brought by the Ethynylselanyl Group (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Yamane, S.Hayashi, W.Nakanishi, T.Sasamori, N.Tokitoh
  • 雑誌名: Polyhedron 27 ページ: 2478-2486
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Electron Population Terms for (r_<Se>^<-3>)_<4p>, (r_S^<-3>)_<3p>, and (r_O^<-3>)_<2p> : How do HOMO and LUMO Shrink or Spread Depending on Nuclear Charges? (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Nakanishi, S.Hayashi, K.Narahara, D.Yamaki, M.Hada
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 14 ページ: 7278-7284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of ^<77>Se NMR Chemical Shifts Revealed for Pre-α,α,β,andγEffects (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, W.Nakanishi
  • 雑誌名: Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements, 183 ページ: 1067-1071
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental and Theoretical Investigations on p(Z)-π(Ar) Conjugation where Z=S, Se, and Te, Together with Z=O (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, T.Nakai, T.Nakamoto, W.Nakanishi
  • 学会等名: 14th Asian Chemical Congress 2011 (14 ACC)
  • 発表場所: Bangkok (Thailand)
  • 年月日: 20110905-20110908
• [学会発表] カルコゲノ安息香酸誘導体PhCZZ'-およびPhCZZ'Me (Z,Z=O, S, Se)におけるNMR化学シフトの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 讃岐英明・林聡子・中西和郎・西大介・野々山孝政・村井利昭
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会,2C4-38
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川)。
  • 年月日: 20110326-20110329
• [学会発表] カルコゲノ安息香酸誘導体PhCZZ'-およびPhCZZ'Me (Z,Z' = O, S, Se)におけるNMR化学シフトの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古家賢太・林聡子・中西和郎・西大介・野々山孝政・村井利昭
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会,2C4-39
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川)。
  • 年月日: 20110326-20110329
• [学会発表] 平面および直交型アリールセレノおよびアリールテルロ化合物の構造とNMR化学シフト基準への寄与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西野充浩・林聡子・橋本正人・中西和郎
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会,2C4-37
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川)。
  • 年月日: 20110326-20110329
• [学会発表] 1-(カルコゲナ)ナフタレンの構造:1-(p-YC6H4Z)C10H7の微細構造におけるYおよびZ依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中井孝仁・林聡子・中西和郎
  • 学会等名: 第37回有機典型元素化学討論会,6
  • 発表場所: 室蘭市民会館ホール(北海道)。
  • 年月日: 20101125-20101127
• [学会発表] Evidence for the p(Z)-π(Ar) Conjugation for Z=S, Se, and Te, as Well as Z=O : Experimental and Theoretical Investigations (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, T.Nakamoto, T.Nakai, M.Minoura, W.Nakanishi
  • 学会等名: Halchem V, 25
  • 発表場所: Cagliari (Italy)
  • 年月日: 20100919-20100923
• [学会発表] リンの関与するスピン-スピン結合定数^nJ(P・X)(n=1.4)の分子軌道法に立脚した解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木暢大・中西和郎・林聡子
  • 学会等名: 第21回基礎有機化学討論会,1P06
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知)。
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] ^<77>Se NMR化学シフトにおける相対論効果:Slater型波動関数を用いた評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 桂静郁・中西和郎・林聡子
  • 学会等名: 第21回基礎有機化学討論会,1P07
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知)。
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] Determination of planar and perpendicular structures of aryl selenides in solutions based on ^<77>Se NMR chemical shifts (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, T.Nakamoto, T.Nakai, M.Minoura, W.Nakanishi
  • 学会等名: The11th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium (ICCST-11),0037
  • 発表場所: Oulu (Finland).
  • 年月日: 20100801-20100806
• [学会発表] 9-(アリールテラニル)アントラセンの^<125>Te NMR化学シフトはアリールテラニル基の平面構造を実証するか (2010)
  • 著者名/発表者名: 西野充浩・紺谷拓哉・土居由里枝・中井孝仁・林聡子・中西和郎
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会,1-G3-07
  • 発表場所: 近畿大学(大阪)
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] セレン化合物の<r_<Se>^<-3>_<4p>に対する相対論効果と^<77>Se NMR化学シフトへの寄与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林聡子・桂静郁・中西和郎・波田雅彦
  • 学会等名: 第36回有機典型元素化学討論会,40
  • 発表場所: とりぎん文化会館(鳥取)。
  • 年月日: 20091210-20091212
• [学会発表] ^1J(M, C) (M=C, Si, Ge, Sn, and Pb)の分子軌道法に基づく解析:陰イオン種における顕著な相対論効果と孤立軌道の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林聡子・北本真之・中西和郎・斎藤雅一
  • 学会等名: 第36回有機典型元素化学討論会,0-08
  • 発表場所: とりぎん文化会館(鳥取)。
  • 年月日: 20091210-20091212
• [学会発表] セレン化合物の<r_<Se>^<-3>>_<4p>に対する相対論効果と^<77>Se NMR化学シフトへの寄与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林聡子・桂静郁・中西和郎・波田雅彦
  • 学会等名: 分子科学討論会2009, 3P125
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス(愛知県)。
  • 年月日: 20090921-20090924
• [学会発表] ^<77>Se NMR化学シフトにおけるΔE^<-1>の有効値を算出する試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 中西和郎・林聡子・桂静郁・波田雅彦
  • 学会等名: 分子科学討論会2009,3P126
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス(愛知県)。
  • 年月日: 20090921-20090924
• [学会発表] R_3PSeにおける^1J(P, Se)の解析:相対論効果の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北本真之・林聡子・中西和郎
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会,B1145
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス(千葉)。
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] ^<17>O NMR化学シフトへの新解析法適用の試み:問題点と展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河西秀昭・楢原賢二・林聡子・中西和郎
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会,B1162
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス(千葉)。
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] NMR化学シフトの新規解析法の提案:δ(Se)における相対論効果の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 桂静郁・河西秀昭・楢原賢二・林聡子・中西和郎・波田雅彦
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会,B1136
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス(千葉)。
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] 超原子価および拡張超原子価結合の化学:8-カルコゲニルキノリンを用いた特殊な結合様式の設計・合成およびその解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林聡子・宮本怜奈・中西和郎
  • 学会等名: 第38回複素環化学討論会,30-06
  • 発表場所: 広島県民文化センターふくやま(広島)。
  • 年月日: 20081121-20081123
• [学会発表] ^<77>Se NMR化学シフトから見た1-NC_9H_6Z(C_6H_4Y-p)-8(Z=Se)における3c-4e相互作用の特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮本怜奈・林聡子・中西和郎
  • 学会等名: 第38回複素環化学討論会,2P-133
  • 発表場所: 広島県民文化センターふくやま(広島)。
  • 年月日: 20081121-20081123
• [学会発表] Analysis of ^nJ(Se, Se) and n^J(P, X) (n=1-4) Based on Molecular Orbital Theory (2008)
  • 著者名/発表者名: W.Nakanishi, S.Hayashi, N.Suzuki
  • 学会等名: Halchem IV, 0C02
  • 発表場所: Platja d'Aro (Spain)
  • 年月日: 20080925-20080927
• [学会発表] Ethynyl, Y, and G dependences as the factors to control fine structures of 8-G-1-(p-YC_6H_4CCSe)C_10H_6, together with the behavior in solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashi, K.Yamane, W.Nakanishi
  • 学会等名: Halchem IV, P05
  • 発表場所: Platja d'Aro (Spain)
  • 年月日: 20080925-20080927
• [学会発表] 新規NMR解析法の提案:種々のセレン化合物における常磁性遮蔽テンソルに対するp(Se), d(Se)およびf(Se)原子軌道の寄与 (2008)
  • 著者名/発表者名: 楢原賢二・林聡子・中西和郎
  • 学会等名: 第35回有機典型元素化学討論会,05
  • 発表場所: 首都大東京(東京)。
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] 9-(アリールセラニル)トリプチセンの^<77>Se NMR化学シフト:平面型構造を有するセレニドの新しい基準としての評価とその応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中本貴士・林聡子・中西和郎
  • 学会等名: 第35回有機典型元素化学討論会,04
  • 発表場所: 首都大東京(東京)。
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] 新規NMR解析法の提案:エネルギー項の分割と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中西和郎・楢原賢二・林聡子・波田雅彦
  • 学会等名: 第35回有機典型元素化学討論会,17B
  • 発表場所: 首都大学東京(東京)。
  • 年月日: 2008-12-12