エレクトロスプレー法-質量選別光解離分光法による電解質溶液のイオン水和構造の研究

• Project/Area Number: 18685001
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 井口 佳哉 Hiroshima University, 大学院・理学研究科, 准教授 (30311187)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥28,470,000 (Direct Cost: ¥21,900,000、Indirect Cost: ¥6,570,000); Fiscal Year 2007: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2006: ¥24,830,000 (Direct Cost: ¥19,100,000、Indirect Cost: ¥5,730,000)
• Keywords: クラスター / イオン / 赤外 / 質量分析 / 電荷共鳴 / イオンコア / クラスター内反応 / エレクトロスプレー / 質量選別 / 光解離

Research Abstract

本研究の最終目標は、エレクトロスプレー法によって生成させたクラスターイオンに質量選別赤外光解離分光法を適用し、赤外スペクトルを得ることによって、その溶媒和構造やクラスター内反応などを検証することである。本年度は、昨年度購入した光パラメトリック発振による赤外レーザーと組み合わせて用いる、波長拡張システムを新たに購入しこれを実験に用いることにより、測定可能領域をこれまでの2000-4000cm^-1から、800-4000cm^-1までに大幅に拡張することに成功した。今回測定が可能となった800-2000cm^-1の赤外領域は指紋領域といわれ、分子構造の特徴をよく反映する吸収を与える領域である。我々はこの波長領域の優位性を最大限利用する実験として、基本的な分子の一つである二酸化炭素のクラスターカチオン(CO_2)_n^+(n=3-13)の800-3800 cm^-1の領域の赤外スペクトルの測定に初めて成功した。このスペクトルを解析することにより、二酸化炭素クラスターカチオンは、その正電荷を2分子で保持し(ダイマーカチオンコア)その他の分子は中性の溶媒分子として存在していること、このダイマーカチオンコアでは2分子間に酸素-酸素共有結合が生成していることが明らかとなった。また、類似の分子である(CS_2)_n^+についても実験を行い、硫黄-硫黄共有結合の生成を確認した。

Research Products

• [Journal Article] Structures of [(CO_2)_n(CH_3OH)_m](=1-4,m=1,2)cluster anions (2008)
  • Author(s): A. Muraoka
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry A (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conformation of L-tyrosine studied by fluorescence-detected UV-UV and IR-UV double-resonance spectroscopy (2007)
  • Author(s): Y. Inokuchi
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry A 111 Pages: 3209-3215
  • NAID: 120005627693
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic spectra of jet-cooled calix[4]arene and its van der Waals clusters -Encapsulation of a neutral atom in a molecular bowl- (2007)
  • Author(s): T. Ebata
  • Journal Title: The Journal of Chemical Physics 126
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Laser specroscopic study on the conformations and the hydrated struchures of be nzo-18-crown-6-ether and dibenzo-18-crown-6ether in supersonic jets (2007)
  • Author(s): R. Kusaka
  • Journal Title: Physical Chemistry Chemical Physics 9 Pages: 4452-4459
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Infrared photodissociation spectroscopy of Al^+(CH_3OH)_n(n=1-4) (2007)
  • Author(s): A. Furuya
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry A 111 Pages: 5995-6002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conformation of L-tyrosine studied by fluorescence-detected UV-UV and IR-UV double-resonance spectroscopy (2007)
  • Author(s): Y.Inokuchi
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry A (印刷中)
  • NAID: 120005627693
• [Journal Article] Electronic spectra of jet-cooled calix[4]arene and its van der Waals clusters-Encapsulation of a neutral atom in a molecular bowl- (2007)
  • Author(s): T.Ebata
  • Journal Title: The Journal of Chemical Physics (印刷中)
• [Journal Article] Infarared photodissociation spectroscopy of + [Al(NH_3)_n]^+ (n = 1-5) : Solvation structures and insertion reactions of Al^+ into NH_3 (2006)
  • Author(s): Y.Mune
  • Journal Title: Chemical Physics Letters 419 Pages: 201-206
• [Journal Article] Infrared photodissociation spectra and solvation structures of Cu^+(H_2O)_n (n= 1-4) (2006)
  • Author(s): T.Iino
  • Journal Title: Chemical Physics Letters 427 Pages: 24-28
• [Journal Article] Hydration profiles of aromatic amino acids : conformations and vibrations of L-phenylalanine-(H_2O)_n clusters (2006)
  • Author(s): T.Ebata
  • Journal Title: Physical Chemistry Chemical Physics 8 Pages: 4783-4791
• [Presentation] 超音速ジェットレーザー分光を用いたL・チロシン及びその水和クラスターの安定コンフオマーの研究 (2007)
  • Author(s): 小林悠亮
  • Organizer: 第4回ナノ・バイオ・インフォ化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2007-12-01
• [Presentation] 分子クラスターイオンの赤外光解離分光(依頼講演) (2007)
  • Author(s): 井口佳哉
  • Organizer: 2007年日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2007-11-10
• [Presentation] 二酸化炭素クラスターイオンの赤外光解離分光 (2007)
  • Author(s): 井口佳哉
  • Organizer: 第1回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-09-19
• [Presentation] 超音速ジェットレーザー分光によるL・チロシン及びその水和クラスターの安定コンフォマーの研究 (2007)
  • Author(s): 小林悠亮
  • Organizer: 第1回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-09-19