スピン-格子緩和時間による超高速プロトン移動速度における溶媒効果の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640489
• Research Institution: Ochanomizu University
• Principal Investigator: 益田 祐一 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (20181654)
• Keywords: プロトン移動反応 / 分子内水素結合 / スピン-格子緩和時間 / 溶媒効果

Research Abstract

分子内水素結合ノキャラクタリゼーション、特に、そのプロトン移動ダイナミックスについて、核磁気緩和の測定を応用する手法を確立するため、カルボン酸二量体、ジカルボン酸モノアニオン、β-おとび、γ-ジケトン(エノール型)を取り上げ、その、重水素、プロトン、酸素-17,炭素-13、などの核の、化学シフト、および。スピン-格子緩和時間(T1)を測定した。
プロトンにおける酸素-17核による、磁気双極子-双極子相互作用による緩和に対する、プロトン移動の有意な寄与は、カルボン酸二量体、ジカルボン酸モノアニオン、β-ジケトン(エノール型)においては観測されなかった。これに対し、1-ベンゾイル-6-ヒドロキシ-6-フェニルフルベンのような芳香環と共役するエノール基を有するγ-ジケトンでは、粘性の低い溶媒中では、上記のプロトンの緩和に対し、プロトン移動の優位な寄与はみられなかったが、高粘性溶媒中で、相対的に分子回転による寄与が減少のため、プロトン移動の寄与が認められた。
一方、フタル酸モノアニオンにおいては、そのOHプロトンは二つの酸素原子の間で非局在化していることが知られているが、プロトンにおける酸素-17核による、磁気双極子-双極子相互作用による緩和時間から予測されるOH距離は、通常知られているものよりかなり小さかった。この差異は、プロトン移動ポテンシャルに応じた、プロトンの確率分布を考慮することにより説明された。

Research Products

• [Publications] Y.Masuda: "Solvent Effect on Rotational Relaxation Time of Ammonium Ion"J.Phys.Chem.B. 106(印刷中). (2001)
• [Publications] H.Hosoi: "ESR and NMR Study of Intramolecular Electron Transfer Rates of 1,3-Dinitrobenzene Radical Anion in Solution. An Examination of Coexisting Ions and Solvent Effect"J.Mol.Liquid. 75. 401-410 (2000)