ホモキラリティーの起源を探る分子化学

分子化学探索同手性的起源

基本信息

批准号：
20655004
负责人：
川口建太郎
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

L体とD体は鏡像関係にあるので、反転運動によって相互に変換することができる。しかしながらアラニンなどではその反転運動のバリアーは高く簡単には変換しないため、別の分子として存在できる。一方、'軸性キラル'として知られる分子では変換のバリアーは低くなる場合がある。例としてイソプロパノール(CH3)2CHOHが研究されている。その分子のgauche formではD体とL体の交じり合いの結果、アンモニアのような反転分裂が観測されている。そのような準位からL体の性質をよく保有している状態へ赤外線を照射することにより遷移を起こさせ、それを固定すれば、最終的にはL体の濃縮につながる。今年度、赤外線励起用光源としての利用、及び高感度分光用光源として速続発振型赤外OPOレーザーを整備した。OPOレーザーは波長1ミクロンのシードレーザー光をファイバーアンプで最大20Wまで増幅し、LiNbO3の結晶に照射した。タイ型共振器を調整し、波長3ミクロンのアイドラー光、波長1.6ミクロンのシグナル光を得た。ポンプパワー5Wでアイドラー光の出力600mWがえられた。ポンプパワーを増大すればより大きな出力が得られるので、通常の振動回転遷移の励起には十分である。またこのOPOレーザーは分子の振動回転スペクトルの実時間測定にも応用できることを確認した。その場合は、PZTによりシードレーザー光の波長を変化させ、シグナル光を固定しておけば、アイドラー光の波長が変化する。すなわち周波数にして約100GHzを200VのPZTの電圧変化で掃引できた。この掃引を速くおこなえばオシロスコープ上で吸収スペクトル線とエタロンの干渉波形を同時に観測、記録することができた。新しい分光システムの感度を見積もっているところであるが、フーリエ変換型分光器にくらべて一桁以上の感度上昇が期待できている。これまでの研究により、分子ビームでの低温分子の測定、赤外励起によるL体、D体の分離へ適用できるようになった。

由于L和D主体是镜面成像的，因此可以通过反转运动将它们相互转换。但是，使用丙氨酸，反向运动的障碍物很高，不容易转化，因此它可以作为另一个分子存在。另一方面，称为“轴向手性”的分子可能具有较低的转化障碍。 Isropanol（CH3）2CHOH已被研究为例。在该分子的Gauche形式中，由于D和L体的混合，已经观察到了D和L体的反转。通过将红外射线从这样的水平辐射到具有L体井特性的状态，引起过渡，如果固定，它最终将导致L-body的凝结。今年，我们开发了快速的振荡型红外Opo激光器，作为红外激发的光源，并作为高灵敏度光谱的光源。用1微米波长的种子激光束将OPO激光器放大至最大20W，并被照射到Linbo3晶体上。调整了领带型谐振器，以获得3微米的波长的惰轮，并具有1.6微米的波长信号灯。泵功率为5W，惰轮输出为600MW。泵功率增加会产生更大的输出，这足以激发正常的振动旋转过渡。还可以证实，该Opo激光器可以应用于分子振动旋转光谱的实时测量。在这种情况下，如果使用PZT更改了种子激光的波长，并且信号灯固定，则惰轮的波长会改变。换句话说，频率约为100GHz，PZT的电压变化为200V。通过快速执行这种扫描，可以同时观察并记录在示波器上的吸收光谱和Etalons的干扰波形。我们目前正在估计新光谱系统的敏感性，与傅立叶变换光谱相比，我们可以预期的敏感性增加大于一个数量级。先前的研究使得用分子束测量低温分子，并通过红外激发分离L和D身体。