2014 Fiscal Year Annual Research Report
広い時間領域にわたる時間分解赤外円偏光二色性分光法による構造変化方向の直接観測
Publicly Offered Research
| Project Area | Science on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment |
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| Project/Area Number |
26104533
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
坂本 章 青山学院大学, 理工学部, 教授 (90262146)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 赤外円偏光二色性分光法 / 時間分解赤外分光法 / 光学活性分子 / ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，時間分解赤外円偏光二色性(VCD)分光システムを開発し，過渡分子種に応用することを目的とする．この分光法では，過渡分子種の立体配置を決定できるため，分子構造変化だけでなく，その方向まで明らかにできると考えられる．開発したシステムの性能評価と方法論の検証を行い，領域内共同研究を推進する．
平成26年度には，主に以下の3つの研究を行った．
(1) 赤外円偏光二色性(VCD)分光計とラマン光学活性(ROA)分光計の立ち上げ：分子振動に基づいて光学活性分子のキラリティーを識別する代表的な2つの分光手法であるVCD分光計とROA分光計の立ち上げを行った．光学活性分子の基底状態のVCDスペクトルとROAスペクトルは，数十分の測定時間で取得可能になった．実測したVCDおよびROAスペクトルは，量子化学計算の結果と良く対応しており，これらの2つの分光手法を用いることで絶対配置の決定が可能であることを確認した．
(2) フェムト秒時間分解赤外分光システムの製作：フェムト秒チタン・サファイア再生増幅器の基本波出力で励起した2台の光パラメトリック増幅器を用いて，紫外・可視領域で波長可変なフェムト秒パルス光(ポンプ光)とフェムト秒パルス赤外光(プローブ光)を発生させた．プローブ赤外光を2光束に分け，ともにシングル分光器で分光してMCTアレイ検出器(64素子×2列)でマルチチャンネル検出する分光システムを製作した．
(3) 近赤外光励起ピコ秒時間分解ラマン分光法による9,9'-ビアントリルの光励起状態の研究：9,9'-ビアントリル(BA)の光励起状態の近赤外光励起ピコ秒過渡ラマンスペクトルの測定を行った．ベンゼン(無極性溶媒)中で観測された過渡ラマンスペクトルは，局所励起(LE)状態に帰属され，アセトニトリル(極性溶媒)中での過渡ラマンスペクトルは，電荷分離(CT)状態に帰属できると考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「9. 研究実績の概要」に記述したように，光学活性分子の基底状態のVCDスペクトルとROAスペクトルは，取得可能になったが，過渡分子種への応用までは到達しなかった．したがって，本研究は，予定よりやや遅れていると考えているが，今後，VCD分光計とROA分光計を改良し，過渡分子種への応用を行っていきたいと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度には，以下のような研究を実施する予定である．
(1) 定常光励起でのVCD差スペクトルの測定と，(2) 溶液試料をフローして，CWのポンプ光とプローブ光を，それぞれ，上流と下流に照射することで時間分解した過渡ROAスペクトルの測定を実施する．さらに，(3) 高速フォトクロミック分子の過渡VCDスペクトル・過渡ROAスペクトルの測定と解析と，(4) 研究領域内の共同研究を実施することで，開発したシステムを｢柔らかな分子系｣の構造変化ダイナミクスに応用することを計画している．
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