星間塵表面反応による有機分子の重水素濃集：炭素鎖伸長による濃集度の変化
Publicly Offered Research
| Project Area | Evolution of molecules in space: from interstellar clouds to proto-planetary nebulae |
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| Project/Area Number |
26108501
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大場 康弘 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00507535)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 重水素濃集 / 化学進化 / 星間塵表面反応 / 星間分子雲 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は炭素数が2のアミノ酸，グリシン（NH2CH2COOH）と重水素原子との反応によるH-D交換に関する研究をおこなった。グリシンはメチルアミン（CH3NH2）にカルボキシル基（COOH）が結合した構造を持ち，H-D置換速度に対する炭素鎖伸長の影響を評価するうえで，ふさわしい分子である。先行研究では，赤外分光法（IR）および核磁気共鳴分光法（NMR）により反応生成物の分析をおこない，グリシンの炭素に結合する水素が重水素に置換されることまでがわかっていた。しかし，両分析法では定量的に反応の程度を明らかにすることができず，D原子との反応がどれほど有効か，よくわかっていなかった。
本研究では，IR，NMRにかわり，質量分解能70000を超える，高分解能質量分析計（HRMS）を用いて，グリシンとD原子の反応によるH-D置換反応を定量的に解析した。HRMSで反応生成物を分析すると，得られるマススペクトル上でNH2CH2COOH(d0-Gly)とその重水素一置換体，二置換体であるNH2CHDCOOH（d1-Gly），NH2CD2COOH(d2-Gly)を分離することができ，ピークエリアの比較により，各置換体の相対存在度を求めることができた。D原子に対してグリシン量が少ないほどd1-Gly，d2-Gly存在量が高くなり，本実験条件下ではd1-Gly，d2-Gly生成量はd0-Glyに対して最大でそれぞれ24%，6.3%であった。D原子存在量が実験よりもはるかにすくない星間分子雲環境では，それらの相対存在量はd0-Glyをはるかに超えることが示唆された。本結果は，これまでに星間分子雲でd0-Glyが検出されていない理由の一つとして，新たにそのほとんどが重水素置換されているという可能性を提案した。
またメチルアミンとは異なり，グリシンのアミノ基がH-D交換したという明確な証拠は得られなかった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(26 results)
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[Presentation] Photochemistry in the molecular cloud and protoplanetary disk: Evolution of ice and organic residues through warming and UV-irradiation2016
Author(s)
L. Piani, S. Tachibana, T. Hama, I. Sugawara, Y. Oba, H. Tanaka, Y. Kimura, A. Miyake, J. Matsuno, A. Tsuchiyama, H. Yurimoto, A. Kouchi
Organizer
47th Lunar and Planetary Science Conference
Place of Presentation
The Woodlands, TX, USA
Year and Date
2016-03-21
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Photochemistry in the molecular cloud: Evolution of ice and organic residues through warming and UV-irradiation2016
Author(s)
L. Piani, S. Tachibana, T. Hama, I. Sugawara, Y. Oba, H. Tanaka, Y. Kimura, A. Miyake, J. Matsuno, A. Tsuchiyama, H. Yurimoto, A. Kouchi
Organizer
Solar-System symposium in Sapporo 2016
Place of Presentation
Rusutsu Resort, Hokkaido, （虻田郡 留寿都村）
Year and Date
2016-02-17
Related Report
Int'l Joint Research
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