超音速分子線レーザー分光による包接化合物の分子取り込み機構の解明

使用超音速分子束激光光谱阐明笼形化合物的分子摄取机制

基本信息

批准号：
20050021
负责人：
江幡孝之
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20050021/
关键词：
分子認識包接化合物機能成分子超音速分子線レーザー分光

项目摘要

カリックス[4]アレン(C4A)とベンゾ-18-クラウン-6-エーテル(B18C6)をホスト分子,希ガスや水分子をゲストとした分子間錯体を形成し、錯体の構造を決定するとともに錯体形成におけるコンフォマー選択性の有無の検証や相互作用の特定を行った。超音速分子線中に内部温度得を冷却した分子間錯体に種々のレーザー分光を行い電子スペクトル、赤外スペクトル、解離エネルギーを測定し、得られたスペクトルや解離エネルギーを量子化学計算をもとに解析した。その結果,C4A-H_2O complexは水分子内包型構造(endo-structure)が外接型(exo-structure)に比べより安定で、C4Aと水分子は主として双極子-双極子相互作用で結ばれていることが明らかになった。我々はこの包接化合物を「水分子が入った世界最小のコップ」と名付けた。B18C6では、単体では超音速分子線中に4種類のコンフォマーが存在するが、水分子を包接すると1種類のコンフォマーのみに収束することを見出した。密度汎関数計算からまず水分子を含まない4つ単体のコンフォマーの構造を決定した。水分子を含んだB18C6では,赤外スペクトルと計算結果から、B18C6は水分子を2分子までbidentate型の水素結合で内包し、3個目以上の水分子はbidentate型で水素結合した水分子にドナー型で水素結合し大きな水素結合ネットワークを形成していくことが明らかになった。また、水分子包接時にコンフォマー特性を示すことを実験的に示すことができた。

使用Calix [4] Alene（C4A）和Benzo-18-Crown-6-醚（B18C6）作为宿主分子，贵重气体和水分子作为客人形成分子间复合物，并确定了复合物的结构，并确定了复杂形成和相互作用的构造和鉴定的存在或不存在。对在超音速分子束中获得的内部温度进行了各种激光光谱法，并测量了电子，红外和解离能，并根据量子化学计算分析了获得的光谱和分离能。结果表明，C4A-H_2O复合物的内部结构比Exo结构的结构更稳定，并且C4A和水分子主要通过偶极 - 偶极相互作用链接。我们将这种包容化合物命名为“世界上最小的含有水分子的杯子”。在B18C6中，单个物质中的超音速分子束中存在四种类型的构象异构体，但发现当封闭水分子时，它仅会收敛到一种类型的构象异构体。密度功能计算首先确定了不包含水分子的四个单一构象异构体的结构。在含有水分子的B18C6中，红外光谱和计算结果表明，最多将多达两个水分子封装在B18C6中，该B18C6具有BIDENTATE型氢键，而第三或更多水分子氢分子氢分子氢分子氢分子氢键与BIDETATE-type氢键键合成氢键键，形成大型水合物，形成了大型水合网络。此外，还可以通过实验证明在包含水分子时表现出构象异构的特性。