炭素に結合したフッ素原子と金属カチオンあるいは有機化合物との相互作用の証明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640522
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 武村 裕之 九州大学, 大学教育センター, 助手 (60183456)
• Keywords: フッ素 / C-F…カチオン相互作用 / シクロファン / 大環状化合物

Research Abstract

フルオロベンゼン6つを構造単位とする化合物1とアルカリ金属カチオンとの錯体とフルオロベンゼン4つ、エチレンオキサ部位2つを持つ化合物2のカチオン錯体の結晶構造解析を行い、フツ素、酸素、窒素がカチオンに対して示す捕捉能の寄与をBrownの式によって見積もった。これより、2においてフッ素はカチオンの安定化に窒素よりも大きく、また酸素とは同等かより大きく寄与していることがわかった。さらに1,2のセシウム,タリウム錯体の^<19>F NMRではM^+…Fのスピンカップリングが観測された。NH_4^+⊂1ではC-F…M^+相互作用だけでなくC-F…HN^+水素結合の有無に関しても検討した.溶液中でのIRおよび^1H,^<19>F NMRスペクトルでは水素結合を示す明確な証拠は得られなかった。現在別の大環状化合物を合成し、C-F…HN^+水素結合の有無について結論を出すべく検討している.
C-F…M^+相互作用はどのようなカチオンに対して働くかを調べるためにNMRを用いて種々の金属カチオンとの相互作用を調査した.その結果、ほとんどのカチオンでC-F…M^+相互作用が観察された。別の実験によりC-F単位はカチオンに配位する能力は小さいことがわかり、双極子-カチオン相互作用がC-F…M^+相互作用の主な原因であることがわかった。従って炭素に共有結合したフッ素原子(C-F単位)はすべてのカチオンと相互作用すると結論される。有機カチオンとの相互作用の有無を調べるために平面で比較的大きな空孔を持つ大環状化合物を合成した.現在これとトロピリウムカチオン、トリフェニルメチルカチオン、グアニジニウム塩などとの相互作用を^<19>F NMRを用いて検討しているが、カチオン塩の溶解度が悪くうまく測定ができずはっきりした結果はでていない.

Research Products

• [Publications] Hiroyuki Takemura その他: "A study of C-F…M^+ Interaction : Alkali Metal Complexes of the Fluorine-Containing Cage Compound"J. Org. Chem.. 66. 2778-2783 (2001)
• [Publications] Hiroyuki Takemura その他: "A Study of C-F…M^+ Interaction : Metal Complexes of Fluorine-Containing Cage Compounds"J. Am. Chem. Soc.. 123. 9293-9298 (2001)