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。

凝结相的分子动力学阐明是分子科学的核心问题之一，为此，使用超快速光谱的观察和理解分子过程本质上是重要的。到目前为止，对简单分子的理解已经取得了长足的进步，但是使用时间分辨光谱研究基本分子动力学的重要性越来越多地增加，以了解各种局部领域的分子动力学，包括在生物学上相关的大分子菌群中创建的功能性分子和上部分子，这些分子和上分子的生物是生命的。在这项研究中，我们将全面利用光谱用于电子状态和光谱态，并阐明它们的基本分子动力学，以了解基本的化学过程，例如电子转移，并阐明功能分子的机制，例如光电分子和光电触发蛋白。今年，Abdelsaboor博士使用飞秒时间分辨的吸收光谱和稳定的荧光光谱开始了他的研究，以帮助Abdelsaboor博士习惯于在Riken和Tahara分子光谱实验室进行的最先进的光谱实验，并在关联技术中熟练。作为第一个样品，对甲基肽（已知会在电子兴奋状态下转移分子内电荷）的超快分子动力学检查是否在光激发后使用稳态吸收，稳态荧光和替代时间分离的时间分辨的吸收光谱镜检查，检查了与分子内电荷相关的超快分子动力学。在五个溶剂（己烷，二氯甲烷，乙腈，乙醇，甲醇）中进行了光谱测量，发现在极性溶剂中，生成的电荷转移激发态被溶剂化动力学稳定。这种效果在醇中特别大，表明除了通常的溶剂化动力学外，能量稳定是由于甲基苯基之间的氢键形成和溶剂之间的氢键形成。