かご状シロキサン関連化合物への水素挿入反応に関する理論的研究

笼状硅氧烷类化合物氢插入反应的理论研究

• 批准号: 19029007
• 负责人: 工藤 貴子
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19029007/
• 关键词: シルセスキオキサン; POSS; 水素挿入反応; 分子軌道計算

優れた機能性分子として知られる、かご状シロキサン化合物であるシルセスキオキサン,「(RSiO_<1.5>)_n;n≧4」,の更なる新しい機能性を探るため、分子の内孔を利用した水素挿入反応機構および水素貯蔵分子としての可能性について、分子軌道計算による研究を行った。今年度は、ケイ素上の水素以外の置換基効果,および、T_<14>やT_<16>といった大きなかご構造における複数の水素挿入反応および包摂化合物の安定性の検討に重点を置き、可能な限り精度の高い計算レベルを用いて研究を進めた。まず、ケイ素上の置換基効果を明らかにするため、CH_3,SiH_3,F,Liを取りあげ、立方体構造を持つT_8-(HSiO_<1.5>)_8-への水素挿入反応のエネルギー障壁や包摂化合物の安定性を水素体の場合と比較した。その結果、メチル基やシリル基のかご構造とエネルギー障壁に対する影響は小さいが、フッ素や特にリチウムでは水素体と比べて大きな差異をもたらすことが分かった。フッ素置換体では水素体よりSi-O結合長は短くなり、リチウム置換体では逆に長くなる。その結果前者では立方体の面およびかご全体は収縮し水素挿入は困難になり、後者では面とかご全体が拡大し、水素挿入は容易になる。更にリチウムはケイ素から酸素に転移した構造が安定で、この事もかごの拡大に寄与する。一方、大きなかご構造を持つT_<14>とT_<16>は、D_4,D_5,D_6といった環状シロキサンの面から構成される多面体で、これらの異性体の内ではD_6より小さな環から構成されるものがより安定であることが明らかになった。これは実験結果とも一致する。更にこれら大きな分子は2個以上の水素分子を安定に包摂する事が可能で、反応のエネルギー障壁は挿入する面の大きさに、また、包摂化合物の安定性はかご全体の大きさに依存するという、小さいかご構造と同様の傾向を示した。

The functional molecules are known as "(RSiO_n<1.5>;n ≥ 4"), and new functional molecules are explored as "(RSiO_n;n ≥ 4)". The molecular pore is utilized as a mechanism for the absorption of water into the molecule and the possibility of storing water in the molecule. The molecular orbital calculation is carried out. This year, <14>the study of <16>the stability of compound with complex water element in the structure of the compound is focused on the calculation of high precision and application. In addition, the effect of the substitution base on the hydrogen atom has been clarified, and the stability of CH_3, SiH_3, F, Li and the T_8-(HSiO_<1.5>)_8-"hydrogen atom incorporated into the reaction zone with a cubic structure has been compared with that of the hydrogen atom. The result is that the structure of the base is small, and the structure of the base is large. The substitution body is opposite to the water substitution body, and the Si-O combination is opposite to the short substitution body. As a result, the former is difficult for all cube faces to shrink, while the latter is easy for all cube faces to shrink, and easy for all cube faces to shrink. In addition, the structure of the structure is stable, and the structure of the structure is stable. A square, a large ring <14>structure, a ring structure, a polyhedron structure, a small ring structure, a stable structure, <16>a D4, a D5, a D6 ring structure, a polyhedron structure, a D6 ring structure, a polyhedron structure, a D6 ring structure, a ring structure, a D6 ring structure, The result is consistent. In addition, the stability of large molecules containing more than two water molecules is possible, and the stability of large molecules containing more than two water molecules is dependent on the structure of small molecules.

项目成果

かご状シルセスキオキサンの分子軌道法による研究

分子轨道法研究笼状倍半硅氧烷

• 发表时间: 2008
• 作者: A.;Sekiguchi;T. Tsuneda;濱島 義隆;N. Yoshikai;工藤 貴子
• 通讯作者: 工藤 貴子

Ab Initio Molecular Orbital Study of the Substituted Linear Siloxanes and Silsesquioxanes

取代的线性硅氧烷和倍半硅氧烷的从头算分子轨道研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 寺岡靖剛;岩倉大典;草場一;永長久寛;Daiki Monguchi;袖岡 幹子;Ken-ichi Moriya;Dubs Christian;Natsuko Umebayashi;梅林 夏子;濱島 義隆;濱島 義隆;工藤 貴子
• 通讯作者: 工藤 貴子

少し大きなTi-0籠状化合物の構造と性質に関する理論的研究

稍大Ti-0笼状化合物结构与性能的理论研究

• 发表时间: 2007
• 作者: T. Yamamoto;K. Nishikawa;A. Sugiyama;A. Purqon;T. Mizukami;H. Shimahara;H. Nagao;K. Nishikawa;工藤 貴子
• 通讯作者: 工藤 貴子

POSSへの水素挿入反応に関する分子軌道計算による研究

基于分子轨道计算的 POSS 氢插入反应研究

• 发表时间: 2007
• 作者: A.;Sekiguchi;工藤 貴子
• 通讯作者: 工藤 貴子

Theoretical Stud of Ti-O Cage Compounds and their Catalytic Reactivity

Ti-O笼状化合物及其催化反应性的理论研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 寺岡靖剛;岩倉大典;草場一;永長久寛;Daiki Monguchi;袖岡 幹子;Ken-ichi Moriya;Dubs Christian;Natsuko Umebayashi;梅林 夏子;濱島 義隆;濱島 義隆;工藤 貴子;工藤 貴子;工藤 貴子
• 通讯作者: 工藤 貴子