分子内水素移動反応と内部回転の相互作用に関する理論的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640508
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 志田 典弘 名古屋工業大学, 工学研究科, 講師 (00226127)
• Keywords: 分子内水素移動反応 / 内部回転 / 高励起状態 / メチルマロンアルデヒド / 5メチル9ヒドロキシフェナレノン / 反転二準位分裂 / 反応曲面Hamiltonian / スペクトル分解法

Research Abstract

本研究課題は、平成13年度からの3カ年計画の研究課題である。平成13年度は、主にこの研究を遂行するための方法論の開発を行った。平成14年度は、それまで開発した方法を用いて5メチル9ヒドロキシフェナレノン、メチルマロンアルデヒド等の分子に応用し、置換基の内部回転が分子内水素移動反応に及ぼす影響を多角的に検討しだ。今年度は、総まとめとしてこれまで得られた研究成果を総括的に整理すると共に、更に研究を発展させる事によりこの研究課題の新しい可能性と方向性を見い出した。それらは、以下の2点に要約される。
1,メチルマロンアルデヒド等の分子内水素移動反応は内部回転の励起と共に促進される事が昨年までの研究で解っていたが、内部回転の高励起状態においては、今度は逆に内部回転の励起と共に水素移動反応が詐害されて行く事が新たに解った。更に本研究では、この現象を詳細に解析する事により、詐害の原因が内部回転と水素移動反応の直接的な相互作用ではなく、他の振動モードを介した関節的な相互作用である事を突き止めた。このような第3のモードを介しての相互作用は、これまで全く考えられた事がない概念でありその発展性が今後期待される。
2,1の解析は、3次元の系における量子力学的な高励起状態を極めて高精度で求める事により初めて可能となる。本研究では、スペクトル分解法に対し新機軸を含む再定式化を行いこれを実現した。これは今後、多次元の量子力学的な高励起状態を求めるためのスタンダードともなり得る可能性を持っている。

Research Products

• [Publications] N.Yamamoto, N.Shida, E.Miyoshi: "A theoretical study of strong anharmonic coupling between OH stretching and bending modes in phenol-water cationic complex"Chem.Phys.Lett.. 371. 724-730 (2003)
• [Publications] N.Shida: "Onset dynamics of phase tansition in Ar_7"Adv.Chem.Phys.. (in press). (2004)