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2012 年度 実績報告書

異核原子間における短い水素結合系の解析

研究課題

研究課題/領域番号 22550013
研究機関岡山大学

研究代表者

石田 祐之  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (70193331)

研究分担者 後藤 和馬  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (20385975)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード結晶構造 / 分子構造 / 水素結合 / 単結晶X線構造解析 / 核四極共鳴
研究概要

(1)クロラニル酸‐モルフォリン(1/1)化合物について、単結晶X線構造解析を114から338 Kの範囲で、塩素核四極共鳴周波数測定とスピン-緩和時間の測定を4.2から420 Kの範囲で行った。この系では、クロラニル酸間でO-H...Oの水素結合より一次元鎖を形成しており、モルフォリンイオンはこの一次元鎖をN-H...O 水素結合で橋掛けをしている。プロトンはO-H...O水素結合の一次元鎖中で無秩序状態にあり、塩素核四極共鳴周波数の異常な温度変化は無秩序状態にあるプロトンの占有率の変化によるものであることを明らかにした。さらに、単結晶X線構造解析より求めた占有率と塩素核四極共鳴実験より求めた占有率では有意の差が低温領域で出てくることを見出した。この原因の一つとしては水素結合の供与・受領原子の孤立電子対が係わっていると考えられる。以上の知見は学術誌Phys. Chem. Chem. Phys.に発表した。これについて更に定量的な議論を行うためには単結晶X線構造解析の低温側の測定範囲を広げる必要があることが分かった。残念ながら現有の装置では100 Kまでしか測定できないため、今後60 Kまで測定できる装置の導入を図り、さらに精密な解析を行う予定である。(2) 以前、異核原子間水素結合系でプロトンが、無秩序状態を取ることを見出したクロラニル酸ー4-シアノピリジン(1/1)化合物に別の結晶構造を持つものを見出した。この結果は学術誌Acta Cryst. Eに発表した。(3) クロラニル酸ー1,3-ジアジン(1/2)塩の室温相と低温相について110から260 Kの温度範囲で単結晶X線構造解析を行い、酸―塩基間で無秩序化している二つの水素結合とクロラニル酸分子内の結合距離の温度変化を調べ、無秩序化しているプロトンの運動モードを求めた。この結果は日本化学会大93春季年会で発表した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24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 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Temperature dependence of one-dimensional hydrogen bonding in morpholinium hydrogen chloranilate studied by 35Cl nuclear quadrupole resonance and multi-temperature X-ray diffraction2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tobu, Ryuichi Ikeda, Taka-aki Nihei, Kazuma Gotoh, Hiroyuki Ishida, and Tetsuo Asaji
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys

      巻: 14 ページ: 12347-12354

    • DOI

      DOI:10.1039/c2cp41241a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A triclinic polymorph of 4-cyanopyridinium hydrogen chloranilate2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Gotohand Hiroyuki Ishida
    • 雑誌名

      Acta Cryst

      巻: E68 ページ: o2830

    • DOI

      DOI:10.1107/S1600536812037221

    • 査読あり
  • [学会発表] クロラニル酸--1,3-ジアジン(1/2)塩の結晶構造と相転移2013

    • 著者名/発表者名
      後藤和馬,石田祐之
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      びわこ・くさつ
    • 年月日
      20130322-20130325

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公開日: 2014-07-24  

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