小分子の電子移動反応における分子論的溶媒効果と触媒作用

小分子电子转移反应中的分子溶剂效应和催化

• 批准号: 11166241
• 负责人: 福住 俊一
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11166241/
• 关键词: 電子移動; ラジカルアニオン種; 触媒; ESR; 理論化学計算; Marcus理論; ストップトフロー法; レーザー時間分解分光法

溶液中の反応の理論的予測が最も進んでいるのは電子移動反応であるが、Marcus理論による取り扱いの対象は電子供与体と受容体の2成分系に限られる。第3成分としての触媒による電子移動反応の制御法の開発は、非常に重要な課題であるにもかかわらず実験、理論両面での研究が立ち遅れている。我々はこれまでに、電子移動反応においてルイス酸である金属イオンが、生成するラジカルアニオン種と錯形成することで安定化し、電子移動触媒として作用することを見い出している。電子移動反応における中間体ラジカルアニオンやその金属錯体の検出は、ESRやストップドフロー法、レーザー時間分解分光法を用いて行い、中間体ラジカルアニオン金属錯体の錯形成様式および電子状態を明らかにした。具体的には、活性酸素種のスーパーオキシド(O_2*)が、スカンジウムイオン(Sc^<3+>)と錯形成することを見出し、溶液系で、しかも常温でのESR観測に初めて成功した(Fukuzumi,S.et al.,j.Am.Chem.Soc.1999,121,1605-1606)。O_2*はSc^<3+>のみならず各種金属イオンと錯形成し、その結合の強さはO_2*金属錯体のESRのg因子(g_<zz>成分)の大きさと相関関係があることが明らかになった。これは縮重したSOMOおよびLUMO軌道の分裂幅の違いを反映している。また、種々のカルボニル化合物のラジカルアニオンと金属イオンの錯体の過渡吸収スペクトルも観測した。このように、O_2*のみならずラジカルアニオン種と金属イオンとの相互作用は、精密な理論計算から得られる分子軌道情報を実験的に検証できる最適の研究対象である。

The theoretical prediction of electron migration in solution is based on Marcus theory, and the two-component system of electron donor and acceptor is based on Marcus theory. The development of control methods for the third component, the catalyst of electron mobility, is a very important topic, and research on both practical and theoretical aspects has been established. The reaction of the electron to the metal and the formation of the electron to the metal and the formation of the electron to the metal. The electron mobility reaction, ESR, TDR and TDR methods were used in the identification of metal complexes in the intermediate phase, and the electron state of metal complexes in the intermediate phase. The specific active acid species were identified by ESR (O_2*), ESR (Sc^<3+>) and ESR (Sc^<3+>) measurements in solution systems at room temperature (Fukuzumi, S. et al., j.Am.Chem.Soc.1999,121,1605-1606)。O_2 ~* and Sc ~(3+)~(3 +<zz>) The splitting amplitude of SOMO and LUMO orbitals is reflected in the middle of the orbit. The transition absorption of metal compounds is measured in the presence of metal compounds. The molecular orbital information obtained from the theoretical calculation is the most suitable for the study of the interaction between the molecular orbital information and the metal.

项目成果

Shunichi Fukuzumi et al,: "Stepwise Bond Formation in Photochemical and Thermal Diels-Alder Reactions of C_<60> with Danishefsky's Dienes"J.Am.Chem.Soc.. 122・(in press). (2000)

Shunichi Fukuzumi 等人，“C_<60> 与 Daneseefskys Dienes 的光化学和热 Diels-Alder 反应中的逐步键形成”J.Am.Chem.Soc.. 122·（印刷中）。

Shunichi Fukuzumi et al.: "Mechanisms of Sulfoxidation Catalyzed by High-Valent Intermediates of Heme Enzymes : Electron Transfer vs Oxygen Transfer Mechanism"J.Am.Chem.Soc.. 121・41. 9497-9502 (1999)

福住俊一等：“血红素酶的高价中间体催化的磺化氧化机制：电子转移与氧转移机制”J.Am.Chem.Soc.. 121・41（1999）。

Shunichi Fukuzumi et al.: "ESR Spectra of Superoxide Anion-Scandium Complexes Detectable in Fluid Solution" J.Am.Chem.Soc.121・7. 1605-1606 (1999)

Shunichi Fukuzumi 等人：“可在流体溶液中检测到的超氧化物阴离子-钪复合物的 ESR 光谱”J.Am.Chem.Soc.121·7（1999）。

Shunichi Fukuzumi et al.: "Advances in Photochemistry, Vol. 25"Wiley. 107-172 (1999)

Shunichi Fukuzumi 等人：“光化学进展，第 25 卷”Wiley。

Shunichi Fukuzumi et al.: "Electron Transfer in Chemistry, Vol.5"Wiley-VCH (in press). (2000)

Shunichi Fukuzumi 等人：“化学中的电子转移，第 5 卷”Wiley-VCH（印刷中）。