요약
연구 관심사
우리의 연구는 반응성이 높은 유기 분자를 중심으로 진행됩니다. 카르 벤스, 니트 렌스 및 조류와 같은 이러한 불안정하고 애매한 중간체는 광화학에서 특히 중요하지만 슬롯 특성은 잘 이해되지 않습니다. 또한,이 분자는 유기 전도성 및 자기 재료에 대한 검색과 관련이 있습니다. 우리가 수행하는 유기 합성의 대부분은 이전에 알려지지 않은 화합물을 만드는 것과 관련이 있으며, 이러한 도전적인 분자를 다루기 위해 새로운 합성 방법을 개발하는 데 상당한 양의 시간을 소비합니다. 반응 중간체를 연구하는 데 사용하는 특수 기술은 매트릭스 분리 광화학을 포함합니다. 이 방법에서, 유기 분자는 매우 저온 (10 켈빈)에서 불활성 가스 잔으로 얼어 붙습니다. 이어서, 샘플을 UV 광으로 조사하여 고도로 반응성 중간체를 생성한다. 불활성 주변 환경에서 저온과 높은 희석은 반응으로부터 이러한 불안정한 종을 보호합니다. 저온에서 획득 한 샘플의 IR 및 UV 스펙트럼은 제품의 결합 및 구조에 대해 많은 것을 알려줍니다. 마지막으로, 우리는 다양한 것을 수행합니다ab initio및 DFT 전자 구조 계산이 새로운 분자의 구조, 스펙트럼 및 전자 제품을 모델링합니다. 우리의 최근 연구는 세 가지 주요 영역에 중점을 두었습니다.
i. 공액 반응성 중간체
유기 자기 재료, 고밀도 정보 저장에 기술적으로 유용 할 수있는 높은 스핀, 고도로 접합 된 분자 어레이를 개발하는 데 전 세계적으로 관심이 있습니다. 예를 들어, 우리는 카르 벤이의 중심을 발견했습니다.para-아래에 표시된 시스템은 강하게 결합되어 분광기로 직접 특성화 될 수있는 디라스형을 초래합니다..
II. 고도로 변형 된 유기 분자
우리의 많은 작업을 통한 공통 주제는 기존의 유기적 구조와 결합의 기존 규칙을 따르지 않는 분자에 대한 연구입니다. 극저온 온도에서 매트릭스 분리 분광법을 사용하면 매우 불안정하고 특이한 분자를 생성하고 특성을 직접 연구 할 수 있습니다. 예를 들어, 우리는 최근에 아래에 표시된 놀랍도록 긴장되고 반응성있는 적운 두운을 특성화 할 수있었습니다.
iii. 반응성 중간체의 양자 기계 터널링
대부분의 슬롯 반응은 에너지 장벽을 극복하는 열적으로 활성화 된 분자의 단순한 생각과 일치하는 동역학을 나타냅니다. 그러나 양자 기계식 터널링 (QMT)이 반응 역학, 특히 에너지 적으로 낮고 좁은 반응 장벽과의 반응에서 중요한 역할을 할 수 있다는 것이 점점 더 분명 해지고있다. 반응 속도에 대한 이러한 "버라이어"기여는 최근 성간 공간 및 효소 촉매 공정과 같은 다양한 시스템에 연루되어있다. 우리는 특정한 경우, 우리는 특히 터널링을 통해 절대 제로에 접근하는 온도에서도 안정적인 제품으로 재배치하는 고도로 반응성이 높은 유기 분자를 직접 관찰 할 수 있음을 발견했습니다. 예를 들어, 최근에 우리는 아래에 표시된 카르 벤이 8 켈빈에서도 메틸 플루오로 시클로 펜텐으로 재 배열된다고보고했다.
1-Methylcyclobutylfluorocarbene에서 1- 플루오로 -2- 메틸 사이클로 펜틴까지 터널링 반응 경로를 따라 발생하는 지오메트리 변화. 반응물이 제품과 분리되는 장벽을 통해 터널링하는 반응 경로의 일부에 대해, 카르 벤닉 탄소는 자주색으로 변합니다 (워싱턴 슬롯교의 David Hrovat에게 감사합니다).
이 반응에 대한 자세한 내용은 Zuev, P.S에서 찾을 수 있습니다. Sheridan, R.S.; 알부, T.V.; Truhlar, D.G.; Hrovat, D.A.; Borden, W.T.과학 2003, 299, 867-870.