[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

素粒子と遊ぼう!

[スポンサーリンク]

化学者たるもの、各元素の性質については詳しいことと思います。
どんな研究であれ、基本的には元素の性質を活かして合成・構造・反応などへ展開しているものだと思います。ところが原子よりも小さい粒子の性質についてとなると、一気にお手上げとなる化学者は多いのではないでしょうか。

今回は素粒子を使った研究の論文を紹介します。

原子の構成はと聞かれれば、陽子、中性子、電子、でとりあえず正解ですよね。もっと細かく見ていくと、陽子、中性子はクオークという素粒子から構成されており、電子はレプトンという素粒子の一種であります
(注;素粒子は、物質を構成する最小単位=内部構造を持たない粒子を意味します)。

まず簡単に整理するため、せっかくなので化学者の皆さんも、素粒子の種類を覚えちゃいましょう!
上述しましたが素粒子は大まかに、それぞれ6種類ずつでグループを構成する、クオークとレプトンに分類されます[1]。

1111今回の論文に登場する素粒子は、レプトンの一種で負電荷とスピン1/2を持つミューオン

さて、Wisconsin大学のR.Westらは、このミューオンをシリレンに付加させるという内容の論文をAngew誌に報告しております[2]。

A Silyl Radical formed by Muonium Addition to a Silylene Mitra, A.; Brodovitch, J.-C.; Krempner, C.; Percival, W. P.; Vyas, P.: West R. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, ASAP DOI: 10.1002/anie.201000166

ミューオンは平均寿命が2.2μsなので、発生→シリレンへ付加→観測を一気に行います。(ちなみに測定方法は、μSR(ミューオンスピン回転)というNMRに似た原理の測定法とμLCR(ミューオン準位交差共鳴)だそうです。)

簡単に結果をまとめると、以下のような感じ。

200置換基の嵩高さによって、二量化したジシラニルラジカル-ミューオン付加体 2、もしくは単量体のシリレン-ミューオン付加体 3が得られるというもの。ちなみにR = Mes基の場合は、23も観測されておらず、これは二量化の速度が2を観測できないほど早いが、3を観測するには遅いためである、と説明されております。うむ。また理論計算では、Muの代わりにHを用いています。

ところで、実は2003年に、カルベンへのミューオン付加反応がJACSに報告されており[3]、論文中では、カップリング定数等の比較についても議論されています。また、2008年にはR Westと東北大の吉良・岩本教授らの共著により、シレンへのミューオン付加反応が報告されています[4]。
この論文では、前例が無い為に、カップリング定数から実験的にどのラジカル種が生成しているのかさえ推測できず苦労が伺えます。

300正直、どのようなモチベーションからこのような実験を行ったのか筆者には検討もつきませんでしたし、一連の論文を読んだ時の感想は、「へぇー」程度でしかありませんでした。論文中のスペクトルも理解するに時間がかかった割には、(前例が無い(少ない)ので当然ですが)数値の表す意味が今ひとつピンときません(というか、グラフ中のでっかいピークがモノを表しているのかと途中まで思っていました。。)。

しかし、
1897年、J.J.トムソンは真空管を通る陰極線が電子であることを発見し、この発見が素粒子発見の第一号です。当時、物理学者の興味の対象でしかなかった電子が、100年の後、エレクトロニクス技術の基礎となり、テレビ、パーソナルコンピュータを始めとする今日の高度情報化社会を生み出しました。[5]」とあるように、
研究者が持ちがちな「分野という固定概念」を越えていろいろ挑戦していくことも、次世代科学技術の発展に繋がることと思います。頭で理解していても、なかなか行動に移す研究者は少ないのではないでしょうか。そういう意味で、今後の可能性に積極的に挑戦したパイオニア的研究として評価するべき内容かと思います。

余談ですが、筆者は何度かWest教授とお話したことがありますが、エネルギッシュな印象で常に新しい領域を開こうという開拓精神を感じさせる人物です。

どうでしょう、皆さんの手元にあるそのオリジナル化合物に、素粒子を当ててみませんか???

 

 関連文献

  1.  (a) ミューオン(wikipedia) (b) R Westによるrev.
  2.  Amitabha Mitra, Jean-Claude Brodovitch, Clemens Krempner, Paul W. Percival, Pooja Vyas,and Robert West* Angew. Chem. Int. Ed. ASAP
  3. Iain McKenzie, Jean-Claude Brodovitch, Paul W. Percival,* Taramatee Ramnial, and Jason A. C. Clyburne, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11565-11570.
  4. Brett M. McCollum, Takashi Abe, Jean-Claude Brodovitch, Jason A. C. Clyburne,
    Takeaki Iwamoto, Mitsuo Kira, Paul W. Percival,* and Robert West. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 9772 -9774
  5. KEK キッズサイエンティストより

 

関連書籍

[amazonjs asin=”4774136247″ locale=”JP” title=”こんなにわかってきた素粒子の世界 ‾知って面白い素粒子の不思議‾ (知りたい!サイエンス)”]

関連記事

  1. リンを光誘起!σ-ホールでクロス求電子剤C–PIIIカップリング…
  2. ガラスのように透明で曲げられるエアロゲル ―高性能透明断熱材とし…
  3. 電子実験ノートSignals Notebookを紹介します ②
  4. 第二回ケムステVシンポジウム「光化学へようこそ!~ 分子と光が織…
  5. 除虫菊に含まれる生理活性成分の生合成酵素を単離
  6. ハロゲン移動させーテル!N-ヘテロアレーンのC–Hエーテル化
  7. 専門用語豊富なシソーラス付き辞書!JAICI Science D…
  8. 理研の研究者が考える未来のバイオ技術とは?

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第18回次世代を担う有機化学シンポジウム
  2. リピンスキーの「ルール・オブ・ファイブ」 Lipinski’s “Rule of Five”
  3. 奈良坂・プラサード還元 Narasaka-Prasad Reduction
  4. 第10回日本化学連合シンポジウム 化学コミュニケーション賞2016 表彰式
  5. オキシトシンを「見える化」するツールの開発と応用に成功-謎に包まれた脳内オキシトシンの働きの解明に新たな光-
  6. Stadtfriedhof (ゲッチンゲン市立墓地)
  7. 有機合成の進む道~先駆者たちのメッセージ~
  8. リンを光誘起!σ-ホールでクロス求電子剤C–PIIIカップリング反応
  9. MEDCHEM NEWS 34-3 号「2023年度メドケムシンポ優秀賞」
  10. 分子の聖杯カリックスアレーンが生命へとつながる

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2010年3月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

条件の「前後」も実験条件である【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

そのpH、“本当にその場所”の値ですか?ニードル式pHセンサーを使ってみた!

突然ですが、「培養の再現性がなんか悪い」「同じ条件のはずなのに結果がズレる」といった経験はあ…

「骨格編集」×「ナノカーボン合成」〜ナノカーボン合成の新戦略を実証〜

第719回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(忍久保研究室)博士後期課程2年の平…

【書評】立体化学 はじめの一歩

立体化学は,分子の三次元構造を理解するための重要な分野であり,有機化学や…

水のシミュレーション入門 — 水分子を計算機の中でどう”描く”か —

身近なのに、計算機にとって手強い"水"。本記事では、点電荷モデルから機械学習まで、その"描き方"の進…

◆◇◆◇ 第36回フォーラム・イン・ドージン開催のご案内 ◆◇◆◇

同仁化学研究所が熊本から世界へ情報発信するフォーラム・イン・ドージンの開催ご案内です。今年は『な…

『力』による円偏光発光のon/off制御を単一分子レベルで実現

第718回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 物質理工学院(相良研究室)博士後期課程2年の野中…

数日かかっていた反応機構解析を、わずか数分に!

機械学習ポテンシャルが変える計算化学の現在近年、DFT計算による反応機構解析は広く行われるよ…

海外ポスドクのオファーをもらう【アメリカで Ph.D. を取る: 進路編】

ポスドクとして海外に留学する場合、希望する研究室の教授に直接連絡を取り、面接などを通して適性を判断さ…

MDで観るトライボロジー 〜原子が擦れるその場をシミュレーション〜

軽くて強いのに摩耗に弱いチタン合金は、航空機や人工関節に広く使われています。原子が擦れ合うその場を分…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP