超原子として見た金属クラスターの化学反応性に関する研究

超原子金属团簇的化学反应性研究

基本信息

批准号：
17J04868
负责人：
村松悟
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、貨幣金属クラスターの「超原子」としての電子構造に着目することで新たな化学反応を開拓していくことを目指し、以下の成果を得た。(1) クラスターを調べていく上での基礎となる金原子（Au）を取り上げ、固体ネオン中でのヨウ化メチル（CH3I）との反応を調べた。赤外分光によって新規化学種[(CH3)2-Au-I2]を同定し、この化学種に可視光を照射することでC-Cホモカップリングが誘起されてエタン（C2H6）が生成することを見出した。(2) 金クラスター負イオン（Aun(-)、n = 2-4）とCH3Iの気相反応を調べた。新規生成物AunI(-)の構造を負イオン光電子分光によって明らかにした。質量分析と擬1次反応速度解析に基づき、アルカリ金属に類似の開殻電子配置を持つAu2(-)が他のサイズと比べて顕著に高い反応性を示すことを見出した。その際、CH3IのI側から攻撃してI原子を引き抜くという実際のアルカリ金属と同様の機構で反応が進行することを、量子化学計算によって明らかにした。(3) さらに大きなサイズの金クラスターの気相反応を調べるためにクラスター生成法の改良を行った。具体的に、湿式還元合成された金クラスターを前駆体として気相クラスターを生成するためのマトリックス支援レーザー脱離イオン化装置の立ち上げを行った。

这项研究旨在通过将货币金属簇的电子结构作为“超级美国”的电子结构来发展新的化学反应，并取得了以下结果：（1）我们接受了金原子（AU），这是研究簇的基础，并研究了与固体NEON中甲基碘化物（CH3I）反应的基础。我们通过红外光谱鉴定了一种新型的化学物种[（CH3）2-AU-I2]，发现该物种具有可见光的辐射会诱导C-C均匀偶联，从而导致乙烷（C2H6）。（2）研究了金簇负离子（Aun（ - ），n = 2-4）和CH3I之间的气相反应。新产品AUNI（ - ）的结构通过负离子光电光谱揭示。基于质谱和伪一阶反应动力学分析，发现具有类似于碱金属的开放壳电子构型的AU2（ - ）表现出明显高于其他尺寸的反应性。目前，量子化学计算表明，反应以类似于实际碱金属的机制进行，其中从CH3I的I侧发作并提取了I原子。（3）改进了簇生成方法，以研究较大尺寸的金簇的气相反应。具体而言，启动了基质辅助激光解吸和电离设备，以使用湿还原的，合成的金簇作为前体来生成气相簇。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Atomic Gold-Mediated Homocoupling of Haloalkanes in Gas-Phase and Solid Neon Matrix

原子金介导的卤代烷烃在气相和固体氖基体中的均相偶联

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satoru Muramatsu;Xuan Wu;Mohua Chen;Kiichirou Koyasu;Mingfei Zhou;Tatsuya Tsukuda
通讯作者：
Tatsuya Tsukuda

Hydride-Doped Gold Superatom (Au9H)2+: Synthesis, Structure, and Transformation

DOI：
10.1021/jacs.8b03880
发表时间：
2018-07-11
期刊：
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子：
15
作者：
Takano, Shinjiro;Hirai, Haru;Tsukuda, Tatsuya
通讯作者：
Tsukuda, Tatsuya

低温希ガスマトリックス中における、金原子によるヨウ化メチルのホモカップリング反応

低温稀有气体基质中碘甲烷与金原子的均偶联反应

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
村松悟;Xuan Wu;Mohua Chen;Mingfei Zhou;佃達哉
通讯作者：
佃達哉

Effect of charge state of atomic gold on reactivity toward methyl iodide

原子金的电荷状态对碘甲烷反应性的影响

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satoru Muramatsu;Xuan Wu;Mohua Chen;Kiichirou Koyasu;Mingfei Zhou;Tatsuya Tsukuda
通讯作者：
Tatsuya Tsukuda

Photoelectron Spectroscopy of Molecular Anion of Alq3: An Estimation of Reorganization Energy for Electron Transport in the Bulk

Alq3 分子阴离子的光电子能谱：电子整体传输重组能的估计

DOI：
10.1021/acsomega.8b02206
发表时间：
2018
期刊：
ACS OMEGA
影响因子：
4.1
作者：
Toshiaki Yanase;Ryuzo Nakanishi;Satoru Muramatsu;Kiichirou Koyasu;Hiroyuki Yoshida;Takashi Nagata;and Tatsuya Tsukuda
通讯作者：
and Tatsuya Tsukuda