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高周波時間分解EPR法による短寿命常磁性種の研究

研究課題

研究課題/領域番号 07404040
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物質変換
研究機関東北大学

研究代表者

手老 省三  東北大学, 反応化学研究所, 教授 (80111318)

研究分担者 生駒 忠昭  東北大学, 反応化学研究所, 助手 (10212804)
秋山 公男  東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (10167851)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
30,200千円 (直接経費: 30,200千円)
1997年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1996年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
1995年度: 23,200千円 (直接経費: 23,200千円)
キーワード高磁場時間分解EPR / スピンダイナミックス / 短寿命常磁性種 / ラジカル対 / 励起三重項状態 / スピン軌道相互作用 / 交換相互作用 / カルベン / 短寿命常時性種
研究概要

本科学研究費により、Q-バンド時間分解EPRシステムを完成し、現有のパルスレーザーと組み合わせて研究を行い、また、X-バンド時間分解EPR法の結果と合わせて次の成果を得た。
1. 時間分解EPRスペクトルの周波数依存性
(a) CIDEPスペクトルにおける主要なスピン分極である三重項機構とラジカル対機構の寄与の割合が観測周波数で異なり、また、三重項の熱分布からの寄与も増大することを明らかにした。
(b) 励起三重項状態の時間分解スペクトルの周波数依存性から、スペクトルのブロードニングに寄与する原因がg-値の異方性によるか他の原因であるかを明確にした。
2. 反応中間体ラジカルイオン対の交換相互作用の符号
光化学反応で生成するラジカルイオン対の交換相互作用の符号が電子供与体および受容体の酸化還元電位の差に依存することを見出し、交換相互作用を支配する機構について新しい提案を行った。溶媒座標系を考慮し、ラジカルイオン対と基底状態のポテンシャル表面の交差位置によって交換相互作用の符号が決まることを明らかにした。
3. 励起状態カルベンの電子構造
基底三重項分子であるジフェニカルベンの励起状態の直接観測に成功し、零磁場分裂定数を決定し、電子構造、緩和過程について研究を行った。
4. シリコン微結晶におけるダングリングボンドの構造
QバンドおよびXバンドEPRスペクトルの比較から、シリコンダングリングボンドのスペクトル線形がg値の分布によって決まっていることを明らかにし、構造との関連を明らかにした。
5. 大きな零磁場分裂相互作用定数を持つ励起三重項分子の電子状態
三重結合共役系を有する分子は、非常に大きな零磁場分裂相互作用定数を示すことを見出し、その原因が接近した励起状態間相互作用によることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (62件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (62件)

  • [文献書誌] T.Ehara: "Effects of Geometry and Hydrogen Bonding on the Excited Triplet States of 4-Nitropyridine N-Oxide and Derivatives" J.Phys.Chem.99. 2292-2295 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Katsuki: "Echo FT-EPR Study of the Photochemical Reduction and Oxidation Reactions of 2,5-Di-t-butyl-1,4-benzoquinone and 2,5-Di-t butylhydroquinone by Xanthene Dyes" Bull.Chem.Soc.Jpn.68. 3383-3389 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Akiyama: "Origin of an Absorptive Electron Spin Polarization Observed in Photochemical Hydrogen Abstraction Reaction by Benzophenone Derivatives. CW and Pulsed EPR Studies" J.Phys.Chem.100(1). 180-183 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Akiyama: "Time-Resolved and Fourier Transform EPR Studies of Type I Photochemical Reaction. Direct Determination of Kinetic Parameters of C-C Bond Cleavage" Res.Chem.Intermed.22(2). 103-113 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakagawa: "FT EPR Study of the Hydrated Electron Generated by Laser Excitation of Phenothiazine in Quinone-SDS Micellar Systems" J.Am.Chem.Soc.118(24). 5778-5782 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tero-Kubota: "Coherent and Incoherent Hopping of Triplet Exciton in Quinoxaline-annelated and Naphthalene-annelated Dimers" Chem.Phys.Lett.249. 314-318 (1996)

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  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Positive Exchange Interaction in the Radical Ion Pair of Benzophenone Anion and 1,4-Diazabicyclo[2,2,2]octane Cation Radicals Studied by FT-EPR Spectroscopy" Chem.Phys.Lett.263(1,2). 161-166 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sasaki: "Spin-Orbit Coupling Induced Electron Spin Polarization: Influence of Heavy Atom Position" J.Am.Chem.Soc.119(6). 1323-1327 (1997)

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  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Effects of Lewis Acid on the Sign of Exchage Interaction of Photogenerated Radical Ion Pairs" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2. 1619-1620 (1997)

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  • [文献書誌] T.Shimokage: "Substituent and Matrix Effects on the Excited Triplet States of 1,4-Naphthoquinones" J.Phys.Chem.A.101(49). 9253-9256 (1997)

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  • [文献書誌] T.Ikoma: "Electronic Structure of the Excited Triplet State of Nonphosphorescent Tropolone Studied by Time-Resolved EPR" J.Chem.Soc.,Faraday Trans.94(9). 1197-1201 (1998)

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  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Marcus Free Energy Dependence of the Sign of Exchange Interactions in Radical Ion Pairs Generated by Photoinduced Electron Transfer Reactions" J.Am.Chem.Soc.120(6). 1325-1325 (1998)

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  • [文献書誌] K.Akiyama: "Direct Detection of the Excited Triplet State of Diphenylmethylene by Time-Resolved EPR Spectroscopy" J.Am.Chem.Soc.120(32). 8269-8270 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "Molecular and Electronic Structures of the Short-Lived Excited Triplet State of Tropone" J.Phys.Chem.A. 102. 446-451 (1998)

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  • [文献書誌] Y.Nagano: "Time-Resolved and Pulsed EPR Studies on the Lowest Excited Triplet State of 1,4-Diphenylbutadiyne" J.Phys.Chem.A. 102(29). 5769-5774 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sasaki: "Intrinsic Enhancement Factors of the Spin-Orbit Coupling Mechanism Polarization in the Duroquinone-N,N-Dimethylaniline Derivative Systems" J.Phys.Chem.A. 102(42). 8078-8083 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "Two-Dimensional EPR Spectroscopic Studies on the Radicals in Argonne Premium Coals" Energy Fuel. 12(5). 996-1000 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "HYSCORE Study on Coal Radicals" Energy & Fuels. 12(6). 1363-1368 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Amada: "Hydrogen Atom Abstraction and Electron Transfer of Triplet 2,3-Dihalo-1,4-naphthoquinones Studied by CIDEP Techniques and Laser Flash Photolysis" Res.Chem.Intermed.24(1). 81-104 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "Twist Conformational Effects on the Excited Triplet States of Aromatic Ketones Studied by Multifrequency TREPR and pulsed EPR Spectroscopy" Mol.Phys.in press.

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  • [文献書誌] 勝木 明夫: "「光化学」,21" 光化学協会誌, 8 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 手老 省三: "バイオサイエンスESR" 廣川書店, 17 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 秋山 公男: "フタロシアニン-化学と機能" アイシーピー出版, 9 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 手老 省三: "化学総説No.36「光化学の基礎と先端研究」" 日本化学会編、学会出版センター, 9 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ehara: "Effects of Geometry and Hydrogen Bonding on the Excited Triplet States of 4-Nitropyridine N-Oxide and Derivatives" J.Phys.Chem.99 (8). 2292-2295 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Katsuki: "Echo FT-EPR Study of the Photochemical Reduction and Oxidation Reactions of 2,5-Di-t- butyl-1,4-benzoquinone and 2,5-Di-t butylhydroquinone by Xanthene Dyes" Bull.Chem.Soc.Jpn.68 (12). 3383-3389 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Akiyama: "Origin of an Absorptive Elctron Spin Polarization Observed in Photochemical Hydrogen Abstraction Reaction by Benzophenone Derivatives. CW and Pulsed EPR Studies" J.Phys.Chem.100 (1). 180-183 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Akiyama: "Time-Resolved and Fourier Transform EPR Studies of Type I Photochemical Reaction. Direct Determination of Kinetic Parameters of C-C Bond Cleavage" Res.Chem.Intermed.22 (2). 103-113 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakagawa: "Et EPR Study of the Hydrated Electron Generated by Laer Excitation of Phenothiazine in Quinone-SDS Micellar Systems" J.Am.Chem.Soc.118 (24). 5778-5782 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tero-Kubota: "Coherent and Incoherent Hopping of Triplet Exciton in Quinoxaline-annelated and Naphthalene-annelated Dimers" Chem.Phys.Lett.249. 314-318 (1996)

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  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Positive Exchange Interaction in the Radical Ion Pair of Benzophenone Anion and 1,4-Diazabicyclo [2,2,2] octane Cation Radicals Studied by FT-EPR Spectroscopy" Chem.Phys.Lett.263 (1,2). 161-166 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sasaki: "Spin-Orbit Coupling Induced Electron Spin Polarization : Influence of Heavy Atom Position" J.Am.Chem.Soc.119 (6). 1323-1327 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Effects of Lewis Acid on the Sign of Exchange Interaction of Photogenerated Radical Ion Pairs" J.Chem.Soc.Perkin Trans.2. 1619-1620 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Shimokage: "Substituent and Matrix Effects on the Excited Triplet States of 1,4-Naphthoquinones" J.Phys.Chem.A. 101 (49). 9253-9256 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "Electronic Structure of the Excited Triplet State of Nonphosphorescent Tropolone Studied by Time-Resolved EPR" J.Chem.Soc., Faraday Trans.94 (9). 1197-1201 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Marcus Free Energy Dependence of the Sign of Exchange Interactions in Radical Ion Pairs Generated by Photoinduced Electron Transfer Reactions" J.Am.Chem.Soc.120 (6). 1325-1325 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Akiyama: "Direct Detection of the Excited Triplet State of Diphenylmethylene by Time-Resolved EPR Spectroscopy" J.Am.Chem.Soc.120 (32). 8269-5270 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "Molecular and Electronic Structures of the Short-Lived Excited Triplet State of Tropone" J.Phys.Chem.A. 102 (2). 446-451 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nagano: "Time-Resolved and Pulsed EPR Studies on the Lowest Excited Triplet State of 1,4-Diphenylbutadiyne" J.Phys.Chem.A. 102 (29). 5769-5774 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sasaki: "Intrinsic Enhancement Factors of the Spin-Orbit Coupling Mechanism Polarization in the Duroquinone-N,N-Dimethylaniline Derivative Systems" J.Phys.Chem.A. 102 (42). 8078-8083 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "Two-Dimensional EPR Spectroscpic Studies on the Radicals in Argonne Premium Coals" Energy & Fuels. 12 (5). 996-1000 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "HYSCORE Study on Coal Radicals" Energy & Fuels. 12 (6). 1363-1368 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Amada: "Hydrogen Atom Abstraction and Electron Transfer of Triplet 2,3-Dihalo-1,4-naphthoquinones Studied by CIDEP Techniques and Laser Flash Photolysis" Res.Chem.Intermed.24 (1). 81-104 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ikoma: "Twist Conformational Effects on the Excited Triplet States of Aromatic Ketones Studied by Multifrequency TREPR and pulsed EPR Spectroscopy" Mol.Phys.(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Marcus Free Energy Dependence of the Sign of Exchange Interactions in Radical Ion Pair Generated by Photoinduced Electron Transfer" J.Am.Chem.Soc.120(6). 1325-1326 (1998)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shimokage: "Substituent and Matrix Effects on the Excited Triplet States of 1,4-Naphthoquinones" J.Phys.Chem. 101(49). 9253-9256 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Effects of Lewis Acid on the Sign ofExchange Interaction of Photogenerated Radical Ion Paris" J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2. 2. 1619-1620 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sasaki: "Spin-Orbit Coupling Induced Electron Spin Polarization:Influence of Heavy Atom Position" J.Am.Chem.Soc.119(6). 1323-1327 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sekiguchi: "Positive Exchange Interaction in the Radical Ion Pair of Benzophenone Anion and 1,4-Diazabicyclo[2,2,2]octane Cation Radicals Studied by FT-EPR Spectroscopy" Chem.Phys.Lett.263(2). 161-166 (1996)

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  • [文献書誌] N.Nakagawa: "FT EPR Study of the Hydrated Electron Generated by Laser Excitation of Phenothiazine in Quinone-SDS Micellar Systems" J.Am.Chem.Soc.118(24). 5778-5782 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakagawa: "FT EPR Study of the Hydrated Electron Generated by Laser Excitation of Phenothiazine in Quinone-SDS Micellar Systems" J.Am.Chem.Soc.118(24). 5778-5782 (1996)

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      1996 実績報告書
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  • [文献書誌] S.Sasaki: "Spin-Orbit Coupling Induced Electron Spin Polarization : Influence of Heavy Atom Position" J.Am.Chem.Soc.119(6). 1323-1327 (1997)

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  • [文献書誌] S.Tero-Kubota: "Coherent and Incoherent Hopping of Triplet Exciton in Quinoxaline-annelated and Naphtalene-annelated Dimers" Chem.Phys.Lett.249(5,6). 314-318 (1996)

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  • [文献書誌] K.Akiyama: "Origin of an Absorptive Electron Spin Polarization Observed in Photochemical Hydrogen Abstraction Reaction by Benzophenone Derivatives.CW and Pulsed EPR Studies" J.Phys.Chem.100. (1996)

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      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A.Katsuki: "Echo FT-EPR Study of the Photochemical Redution and Oxidation Reactions of 2,5-Di-t-butyl-1,4-benzoquinone and 2,5-Di-t butylhydroquinone by Xanthene Dyes" Bull.Chem.Soc.Jpn.68. 3383-3389 (1995)

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      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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