素粒子でつくり出す常磁性芳香族複素環分子~1,2-ジイソシアノベンゼンのミュオンスピン分光解析~

2025-12-12 東京科学大学

東京科学大学の研究チームは、ミュオンスピン回転(µSR)分光法を用い、1,2-ジイソシアノベンゼンにミュオニウムが付加して生じるイミドイルラジカルが、極めて短時間で環化し、常磁性のキノキサリニルラジカルへ変化する過程を直接観測することに成功した。これはミュオンビームにより生成した芳香族複素環ラジカルをµSRで初めて捉えた例である。観測されたキノキサリニルラジカルは高い反応性を示し、溶媒から水素を引き抜く挙動も確認された。本成果は、素粒子を利用した新しいラジカル反応の理解を深化させるとともに、高反応性芳香族複素環ラジカルを基盤とした新規分子技術や医療応用への展開が期待される。

素粒子でつくり出す常磁性芳香族複素環分子~1,2-ジイソシアノベンゼンのミュオンスピン分光解析~
図1. 1,2-ジイソシアノベンゼン(左)にミュオニウムが付加して生成するイミドイルラジカル(中央)は速やかに環を形成してキノキサリニルラジカル(右)に変化する。

<関連情報>

1,2-ジイソシアノベンゼンへのミュオニウム付加により生成したキノキサリニルラジカルの観察 Observation of Quinoxalinyl Radical Produced by Muonium Addition to 1,2-Diisocyanobenzene

Shigekazu Ito, Kazuki Iwami, Kenji M. Kojima, Iain McKenzie
Chemistry -A European Journal  Published: 24 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/chem.202503139

ABSTRACT

Radical isocyanide (isonitrile) insertion reactions have advanced considerably, yet the nature of the underlying paramagnetic intermediates remains poorly understood. We previously studied the isocyanide insertion of muonium (Mu), a light isotope of hydrogen, into 2-isocyano-1,1′-biphenyls by transverse field muon spin rotation (TF-µSR) spectroscopy and characterized the resulting radical, which was identified as an imidoyl radical. The cyclized product was not observed on the microsecond timescale. To gain deeper insight, we now report TF-µSR spectra of 1,2-diisocyano-3,4,5,6-tetramethylbenzene in both THF solution and the crystalline state. A single muoniated radical species was observed, displaying an unusually small muon hyperfine coupling constant (hfc). Guided by density functional theory (DFT) calculations, we identified this species as a quinoxalinyl radical, formed via intramolecular cyclization of the imidoyl intermediate. This observation implies that the imidoyl radical survives only on the nanosecond timescale before cyclization.

0502有機化学製品
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました