新規なレーザー分光計測法による凝縮相の基本化学反応の研究

使用新的激光光谱测量方法研究凝聚相中的基本化学反应

基本信息

批准号：
07F07610
负责人：
田原太平
金额：
$ 0.38万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

凝縮相の分子ダイナミクスの解明は分子科学の中心的問題の一つであり、そのためには超高速分光による分子素過程の観測と理解が本質的に重要である。これまでに簡単な分子に対する理解はかなり進んだが、次々に創成される機能性分子や超分子、生命活動を司る生体関連巨大分子、界面をはじめとする多様な局所場での分子ダイナミクスの理解のために、時間分解分光による分子の基礎ダイナミクス研究の重要性はますます高くなっている。本研究では、電子状態に対する分光と振動状態に対する分光を総合的に駆使し、電子移動に代表されるような基本化学過程の本質的理解と、フォトクロミック分子や光機能タンパクなどに代表される機能性分子の機能発現メカニズムの解明のため、それらの基礎的分子ダイナミクスを明らかにする。今年度はABDELSABOOR博士に、受け入れ研究室である理研・田原分子分光研究室で行っている先端的分光実験に慣れ、関連技術に習熟してもらうために、フェムト秒時間分解吸収分光測定および定常蛍光分光によって研究をスタートさせた。最初の試料としては、電子励起状態で分子内電荷移動することが知られているホルミルペリレン(Formylperylene)を取り上げ、定常吸収、定常蛍光、フェムト秒時間分解吸収分光を用いて、光励起後の分子内電荷移動に伴う超高速分子ダイナミクスを調べた。5つの溶媒中(ヘキサン、ジクロロメタン、アセトニトリル、エタノール、メタノール)でスペクトル測定をしたところ、極性溶媒中では、生成した電荷移動型励起状態が溶媒和ダイナミクスによって安定化する現象がみられた。特にアルコール中ではその効果が大きく、通常の溶媒和ダイナミクスに加えて、ホルミルペリレンの電子励起状態と溶媒間の水素結合の形成によるエネルギー安定化があることが示唆された。

阐明凝聚相的分子动力学是分子科学的中心问题之一，为此，使用超快光谱法观察和理解基本分子过程至关重要。尽管我们对简单分子的理解已经取得了相当大的进展，但理解不同局部领域的分子动力学仍然很困难，包括不断产生的功能分子和超分子、控制生命活动的生物相关大分子和界面。因此，利用时间分辨光谱研究分子的基本动力学变得越来越重要。在这项研究中，我们综合利用电子态光谱和振动态光谱来获得对电子转移等基本化学过程的基本了解，并了解光致变色分子和光功能蛋白质等功能，以阐明其机制。通过分子的功能，我们阐明了它们的基本分子动力学。今年，ABDELSABOOR博士将熟悉在RIKEN田原分子光谱实验室（也就是他的宿主实验室）进行的尖端光谱实验，并熟悉相关技术，包括飞秒时间分辨吸收光谱和固定荧光。他使用光谱学进行研究。作为第一个样品，我们采用了已知在电子激发态下进行分子内电荷转移的甲酰苝，并使用稳态吸收、稳态荧光和飞秒时间分辨吸收光谱来研究我们研究了相关的超快分子动力学。与电荷转移。当在五种溶剂（己烷、二氯甲烷、乙腈、乙醇和甲醇）中测量光谱时，观察到产生的电荷转移激发态通过极性溶剂中的溶剂化动力学而稳定的现象。这种效应在醇中尤其强烈，表明除了正常的溶剂化动力学之外，由于甲酰苝的电子激发态和溶剂之间形成氢键，还存在能量稳定。