Gas-phase spectroscopy of chemical intermediates produced in solution

溶液中产生的化学中间体的气相光谱

• 批准号: 20H00374
• 负责人: 井口 佳哉
• 金额: $ 29.87万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00374/
• 关键词: 反応中間体; 気相分光; 質量分析; レーザ; エレクトロスプレー; 光化学反応; イオントラップ; 紫外分光

合成有機化学などにおいて，多くの化学反応は溶液中で行われる。本研究の目的は，この溶液中で起こる化学反応の反応中間体を真空装置内に導入し，その質量スペクトルを観測するとともに極低温気相分光を実施することである。これにより，反応中間体の分子量，電子状態，幾何構造を決定し，これらの情報をもとに化学反応機構を分子レベルで明らかにすることを目的とする。2022年度は，(1)2種類の溶液を混合することで開始される化学反応の反応中間体の検出,および(2)反応溶液の光照射により生成する光化学反応中間体の検出，の2つのテーマに取り組んだ。(1)の研究では，有機化学において非常に重要な反応である鈴木―宮浦カップリング反応の中間体の検出を試みた。鈴木―宮浦カップリング反応において使用されているPd触媒の一種であるG3触媒の溶液と，触媒反応を開始させる塩基を混合して生じる中間体を質量分析により検出することに成功した。真空中で捕捉し極低温冷却した中間体に紫外領域のレーザを照射し，生じる解離生成物を検出して，中間体の光解離スペクトルを観測した。その結果，300 nmから短波長にかけて非常に強い吸収が観測された。当該中間体の量子化学計算により得られた理論スペクトルと実験で得られた光解離スペクトルを比較することにより，中間体中のPdの電子状態に関する知見を得ることに成功した。また(2)の研究では，2021年度に成功していたジシアノベンゼンの光化学アリル化反応を，ナフタレン骨格をもつものへと拡張し，その反応中間体の質量分析による検出と光解離スペクトルの観測に成功した。

Synthetic organic chemistry, many chemical reactions in solution. The purpose of this study is to introduce chemical reaction intermediates from solutions into vacuum equipment, and to measure the mass of reaction intermediates at very low temperatures. The molecular weight, electronic state and geometric structure of the reaction intermediate are determined by the chemical reaction mechanism. In 2022,(1) two kinds of solutions were mixed, and then chemical reaction intermediates were produced.(2) photochemical reaction intermediates were produced by light irradiation of reaction solutions. (1)The research is very important in organic chemistry. Suzuki Miyaura, a kind of Pd catalyst, was successfully used in the mass analysis of the catalyst. Vacuum capture, ultra-low temperature cooling, UV irradiation, dissociation products, photodissociation of intermediates As a result, the absorption at 300 nm is very strong. When quantum chemical calculations of the intermediate were carried out, theoretical results were obtained and the electronic state of Pd in the intermediate was successfully obtained. The research of (2) was successfully conducted in 2021. The photochemical reaction system was successfully tested in 2021. The quality analysis of reaction intermediates was successfully carried out.

项目成果

Surface-enhanced infrared absorption spectroscopy of lanthanide complexes with N-donor or O-donor ligands on Au surface

Au 表面具有 N 供体或 O 供体配体的镧系元素配合物的表面增强红外吸收光谱

• 发表时间: 2020
• 作者: Shogo Meiji;Sakiko Hirata;Seita Tamekuni;Satoru Muramatsu;Takehiro Hirao;Takeharu Haino;Tosiki Sakata;Ken-ichi Saitow;Yoshiya Inokuchi
• 通讯作者: Yoshiya Inokuchi

遷移金属イオン-benzo-18-crown-6包接錯体の気相分光: 構造と電子状態

过渡金属离子-苯并-18-冠-6包合物的气相光谱：结构和电子态

• 发表时间: 2021
• 作者: 金沢紗矢;木田基;北村優真;村松悟;井口佳哉
• 通讯作者: 井口佳哉

シアニン色素の気相光解離スペクトルの測定と解析: 構造探索と光異性化過程の検討

花青染料气相光解离谱的测量和分析：结构搜索和光异构过程的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 時實 崇之;村松 悟;井口 佳哉
• 通讯作者: 井口 佳哉

気相孤立イオンの構造評価のための極低温光解離分光装置の開発

开发用于气相分离离子结构评估的低温光解离光谱仪

• 发表时间: 2022
• 作者: Satoru Muramatsu;Yuki Nakahigashi;Tsubasa Omoda;Shinjiro Takano;Tatsuya Tsukuda;Yoshiya Inokuchi;岩永大輝，松山晃仁，村松悟，井口佳哉;小山雅大，入口時代，村松悟，井口佳哉
• 通讯作者: 小山雅大，入口時代，村松悟，井口佳哉

ジシアノベンゼンの光アリル化反応の中間体気相分光: 置換基位置が反応機構に及ぼす影響

二氰基苯光烯丙基化反应中间体的气相光谱：取代基位置对反应机理的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 合田 遼介;村松 悟;井口 佳哉
• 通讯作者: 井口 佳哉