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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Near-infrared resonance low-frequency Raman spectroscopy for elucidating inter-molecular interactions induced by solvated electrons

Research Project

Project/Area Number 15K17810
Research InstitutionAoyama Gakuin University

Principal Investigator

岡島 元  青山学院大学, 理工学部, 助教 (20582654)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords非局在電子 / 時間分解振動分光 / 共鳴ラマン / トリフェニレン
Outline of Annual Research Achievements

前年度に製作した近赤外ナノ秒ラマン分光装置を応用し、共役分子の電子励起状態の過渡ラマンスペクトルを取得した。対象とした多環共役分子(フラーレン、ヘリセン、スマネン、トリフェニレンなど)は、光励起によって共役系全体に電子が非局在化し、それらの非局在電子が近赤外吸収を与える。この系は、非局在化した溶媒和電子が生じる系と関連するものとして考えられる。この電子吸収に共鳴させてラマンスペクトルを取得することにより、非局在電子と関連した分子振動を調べた。測定と並行して、量子化学計算(時間依存密度汎関数法と有限静電場法)を用いて多環共役分子の電子励起状態(S1)の構造やラマンスペクトルの予測を行い、実測スペクトルの解析の助けとした。
3回対称性を持つトリフェニレンの近赤外ナノ秒過渡ラマン分光の結果から、電子励起状態の構造や近赤外電子吸収に共鳴する分子振動についての情報が得られた。分子構造に関しては、基底状態で3つのベンゼン環で記述される構造が、励起状態では3つのキノイド構造に近づくが、3回対称性は保持される。分子振動に関しては、一般的な共鳴ラマン効果で顕著である全対称振動(a1')に比べて、非全対称縮重振動(e')が強い共鳴効果を示す。非全対称縮重振動はこの分子の3回対称性を崩す方向の振動であり、この振動の共鳴ラマン効果は電子励起状態でのJahn-Teller効果とFranck-Condon効果によって理解することができる。
近赤外共鳴ラマン分光により、非局在電子が関与した対称分子系でその系の対称性を崩す振動が増強されることを、この結果は意味する。この測定を分子間振動の観測まで拡張することで、対称性を崩す分子間振動を選択的に識別できると考えられる。

  • Research Products

    (10 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Microscopic solvation environments in a prototype room-temperature ionic liquid as elucidated by resonance Raman spectroscopy of iodine and bromine2017

    • Author(s)
      S. Saha, H. Okajima, O. Homma, H. Hamaguchi
    • Journal Title

      Spectrochimica Acta Part A

      Volume: 176 Pages: 79-82

    • DOI

      10.1016/j.saa.2016.12.015

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Direct Observation of the Ultrafast Evolution of Open-Shell Biradical in Photochromic Radical Dimer2017

    • Author(s)
      Y. Kobayashi, H. Okajima, H. Sotome, T. Yanai, K. Mutoh, Y. Yoneda, Y. Shigeta, A. Sakamoto, H. Miyasaka, J. Abe
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1021/jacs.7b01598

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Directional Electron Transfer in Crystals of [CrCo] Dinuclear Complexes Achieved by Chirality-assisted Preparative Method2016

    • Author(s)
      S. Kanegawa, Y. Shiota, S. Kang, K. Takahashi, H. Okajima, A. Sakamoto, T. Iwata, H. Kandori, K. Yoshizawa, O. Sato
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 138 Pages: 14170-14173

    • DOI

      10.1021/jacs.6b05089

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Near-infrared resonance Raman spectroscopy of electronic excited triphenylene2017

    • Author(s)
      H. Okajima, M. Takatori, A. Sakamoto
    • Organizer
      日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2017-03-17
  • [Presentation] ベンゾフェノン誘導体のアニオン種の赤外吸収スペクトルの測定と解析2017

    • Author(s)
      下村 温紗, 岡島 元, 坂本 章
    • Organizer
      日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2017-03-17
  • [Presentation] フェムト秒時間分解赤外分光法による立体規則性ポリ(3-ヘキシルチオフェン)の光励起ダイナミクス2016

    • Author(s)
      青山 元気, 岡島 元, 坂本 章
    • Organizer
      光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-09-08
  • [Presentation] Femtosecond Time-resolved Infrared Absorption Study on Photo-excited Dynamics of Regioregular Poly(3-hexylthiophene)2016

    • Author(s)
      G. Aoyama, H. Okajima, A. Sakamoto
    • Organizer
      The Fourth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-06-29
  • [Presentation] Determination of absolute configurations of polyaromatic chiral molecules by Raman optical activity (ROA) spectroscopy2016

    • Author(s)
      S. Itami, H. Okajima, S. Kubota, K. Nakano, A. Sakamoto
    • Organizer
      The Fourth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-06-29
  • [Presentation] Application of Raman imaging apparatus to vibrational spectroelectrochemistry2016

    • Author(s)
      I. Gomita, H. Okajima, A. Sakamoto
    • Organizer
      The Fourth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-06-29
  • [Presentation] Infrared absorption study on the radical anions of triphenylene and sumanenetrione; prototypes of planar and non-planar conjugated molecules2016

    • Author(s)
      A. Shimomura, H. Okajima, N. Takashina, S. Higashibayashi, H. Sakurai, A. Sakamoto
    • Organizer
      The Fourth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-06-29

URL: 

Published: 2018-01-16  

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