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ボランの新奇水素結合構造に関するレーザー分光研究

研究課題

研究課題/領域番号 14204057
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 物理化学
研究機関東北大学

研究代表者

藤井 朱鳥 (2004)  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50218963)

三上 直彦 (2002-2003)  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70004447)

研究分担者 前山 俊彦  東北大学, 高等教育開発推進センター, 助手 (20250673)
藤井 朱鳥  東北大学, 理学研究科, 助手 (50218963)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
56,940千円 (直接経費: 43,800千円、間接経費: 13,140千円)
2004年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2003年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2002年度: 40,560千円 (直接経費: 31,200千円、間接経費: 9,360千円)
キーワード水素結合 / レーザー分光 / 分子線分光 / 分子クラスター / イオンクラスター / クラスター構造解析 / 水クラスターカチオン / 溶媒和モデル / 質量選別赤外分光 / ボラン化合物 / 新奇水素結合 / ボラン・アミン / フェノール
研究概要

本研究課題では、ボランなどの陽性原子(M)の水素化物が関与する2水素結合錯体の特異な幾何構造をレーザー分光学的に解明して、その電子構造や反応物性の特徴を明らかにすることを目標としている。特に、特殊な赤外・紫外レーザー2重共鳴分光法を駆使して、超音速分子線で生成する気相2水素結合クラスターの振動分光解析を行って、以下の点を明らかにすることを推進した。
(1)2500〜4000cm^<-1>領域の分光計測が可能な赤外・紫外2重共鳴レーザー分光計測法を確立し、クラスターイオンの赤外分光計測法を確立した。
(2)今年度は、ボランの系に限定することなく、シリコン化合物も2水素結合を形成可能であることに注目して、ベンゾシラン化合物と水やアルコールとの分子間化合物を発見し、その構造を解析する。
その結果、以下の新発見を行って、更に詳細な解析研究を継続している。
(あ)2500〜4000cm^<-1>領域の分光計測の確立によって、水和ネットワーク構造解析が著しく進展して、プロトン付加水クラスターについて、クラスターサイズが4〜27個までを分離して赤外分光解析することに成功して、鎖状-網状-籠状と形態変化する分子間水素結合ネットワーク形成過程を解析した。
(い)シリコン化合物について、ジエチルメチルシランを水素受容体として、フェノールを水素供与体とする水素結合体が少なくとも4種類の異性体を持っていることを見出した。そのうちの2種類が赤外分光解析によって、2水素結合の特性を示すことが示され、質量分析結果とともにその存在を確定することに成功した。更に量子化学計算解析を改良してその構造解析を推進している。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (22件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Infrared and ab Initio Studies on 1,2,4,5-Tetrafluorobenzene Clusters with Methanol and 2,2,2-Trifluoroethanol : Presence and Absence of an Aromatic C-H【triple bond】O Hydrogen Bond2005

    • 著者名/発表者名
      V.Venkatesan
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A 109

      ページ: 915-921

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser Spectroscopic Investigation of Salicylic Acids Hydrogen-bonded with Water in Supersonic Jets : Microsolvation Effects for Excited State Proton Dislocation2005

    • 著者名/発表者名
      Eman El-Nasr
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Infrared and Ultraviolet Laser Spectroscopy of Jet-Cooled Substituted Salicylic Acids : Substitution Effects on the Excited State Intramolecular Proton Transfer in Salicylic Acid2005

    • 著者名/発表者名
      Eman El-Nasr
    • 雑誌名

      Molecular Physics (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Infrared and ab Initio Studies on 1,2,4,5-Tetrafluorobenzene Clusters with Methanol and 2,2,2-Trifluoroethanol : Presence and Absence of an Aromatic C-H...O Hydrogen Bond2005

    • 著者名/発表者名
      V.Venkatesan, A.Fujii, T.Ebata, N.Mikami
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem., A 109

      ページ: 915-921

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser Spectroscopic Investigation of Salicylic Acids Hydrogen-bonded with Water in Supersonic Jets : Microsolvation Effects for Excited State Proton Dislocation2005

    • 著者名/発表者名
      Eman El-Nasr, A.Fujii, T.Yahagi, T.Ebata, N.Mikami
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem., A (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Infrared and Ultraviolet Laser Spectroscopy of Jet-Cooled Substituted Salicylic Acids : Substitution Effects on the Excited State Intramolecular Proton Transfer in Salicylic Acid2005

    • 著者名/発表者名
      Eman El-Nasr, A.Fujii, T.Ebata, N.Mikami
    • 雑誌名

      Mol.Phys. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Morphology of Protonated Methanol Clusters : An Infrared Spectroscopic Study of Hydrogen Bond Networks of H^+(CH_3OH)_n(n=4-15)2005

    • 著者名/発表者名
      Asuka Fujii
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A 109

      ページ: 138-141

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Infrared and ab Initio Studies on 1,2,4,5-Tetrafluorobenzene Clusters with Methanol and 2,2,2-Trifluoroethanol : Presence and Absence of an Aromatic C-H・・・O Hydrogen Bond2005

    • 著者名/発表者名
      V.Venkatesan
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A 109

      ページ: 915-921

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Molecular Cluster Study on Activated CH/p Interaction : Infrared Spectroscopy of Aromatic Molecule-Acetylene Clusters2004

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A 108

      ページ: 2652-2658

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A direct experimental evidence for an aromatic C-H 【triple bond】 O hydrogen bond by fluorescence-detected infrared spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      V.Venkatesan
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 394

      ページ: 45-48

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluorescence, REMPI, hole-burning, and FDIR spectroscopy of prar-cyanophenol-water complex2004

    • 著者名/発表者名
      N.Biswas
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 394

      ページ: 61-67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Molecular Cluster Study on Activated CH/p Interaction : Infrared Spectroscopy of Aromatic Molecule-Acetylene Clusters2004

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii, S.Morita, M.Miyazaki, T.Ebata, N.Mikami
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem. A108(14)

      ページ: 2652-2658

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A direct experimental evidence for an aromatic C-H...O hydrogen bond by fluorescence-detected infrared spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      V.Venkatesan, A.Fujii, T.Ebata, N.Mikami
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 394

      ページ: 45-48

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluorescence, REMPI, hole-burning, and FDIR spectroscopy of prar-cyanophenol-water complex2004

    • 著者名/発表者名
      N.Biswas, S.Wategaonkar, T.Watanabe, T.Ebata, N.Mikami
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 394

      ページ: 61-67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Infrared Spectroscopic Evidence for Protonated Water Clusters Forming Nanoscale Cages2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Miyazaki
    • 雑誌名

      Science 304

      ページ: 1061-1192

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Characteristic distributions of negatively charged N-monosubstituted amide clusters generated by electron attachment in supersonic expansions2004

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Maeyama
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 6

      ページ: 2725-2731

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A direct experimental evidence for an aromatic C-H・・・O hydrogen bond by fluorescence-detected infrared spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      V.Venkatesan
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 394

      ページ: 45-48

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Infrared Spectroscopy of Size-Selected Benzene-Water Cluster Cations [C_6H_6-(H_2O)_n]^+(n=1-23) : Hydrogen Bond Network Evolution and Microscopic Hydrophobicity2004

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Miyazaki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A 108

      ページ: 10656-10660

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] First observation of ionic π-hydrogen bonds ; Vibrational spectroscopy of dihydrated naphthalene anion(Nph^-(H_O)_2)2003

    • 著者名/発表者名
      H.Kawamata
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 370

      ページ: 535-541

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Substitution effects on the excited-state intramolecular proton transfer of salicylic acid : an infrared spectroscopic study on the OH stretching brations of jet-cooled 5-methoxysalicylic acid2003

    • 著者名/発表者名
      Eman El-Nasr
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 376

      ページ: 788-793

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] First observationn of tonic π-hydrogen bonds ; Vibrational spectroscopy of dihydrated naphthalene anion(Nph^-(H_2O)_2)2003

    • 著者名/発表者名
      H.Kawamata, T.Maeyama, N.Mikami
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 370

      ページ: 535-541

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Substitution effects on the excited-state intramolecular proton transfer of salicylic acid : an infrared spectroscopic study on the OH stretching vibrations of jet cooled 5-methoxysalicylic acid2003

    • 著者名/発表者名
      Eman El-Nasr, A.Fujii, T.Ebata, N.Mikami
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Letters 376

      ページ: 788-793

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Kawarmata: "First observation of ionic π-hydrogen bonds ; vibrational spectroscopy of dihydrated naphthalene anion (Nph-(H_2O)_2)"Chem.Phys.Lett.. 370. 535-541 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuhiko Miyazaki: "Infrared spectroscopy of hydrated benzene cluster cations, [C_6H_<6->(H_2O)_n]【reverse left half-bracket】(n=1-6) : Structural changes upon photoionization and proton transfer reactions"Phys.Chem.Chem.Phys.. 5. 1137-1148 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Haruki Ishikawa: "Spectroscopic Investigation on the Microscopic Solvation Effect on the Intramolecular Charge-Transfer Process of (p-Cyanophenyl) pentamethyldisilane in Supersonic Jets"J.Phys.Chem.A.. 107. 10781-10786 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Toshihiko Maeyama: "Characteristic distributions of negatively charged A'-monosubstituted amide clusters generated by electron attachment in supersonic expansions"Phys.Chem.Chem.Phys.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yuji Yamada: "Picosecond IR-UV pump-probe spectroscopic study on the dynamics of the vibrational relaxation of jet-cooled phenol I-IVR of the OH and CH stretching vibrations of bare phenol-"J.Chem.Phys.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masakazu Kayano: "Picosecond IR-UV pump-probe spectroscopic study on the dynamics of the vibrational relaxation of jet-cooled phenol II-IVR of the OH stretching vibrations of hydrogen-bonded clusters-"J.Chem.Phys.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] G.Naresh Patwari, T.Ebata, N.Mikami: "Gas phase dihydrogen bonding : clusters of borone-amines with phenol and aniline"Chem. Phys.. 283. 193-207 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fujii, T.Ebata, N.Mikami: "An Infrared study of p-hydrogen bonds in micro-solvated phenol : OH stretching vibrations of phenol-X(X=C_6H_6,C_2H_4,C_2H_2)clusters in the neutral and cationic ground states"J. Phys. Chem.. 106・37. 8554-8560 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] G.Naresh Patwari, T.Ebata, N.Mikami: "Fluorescence enhancement detected IR(FEDIR)spectroscopy : a new background free IR spectroscopic technique for highly fluorescent molecules"Chem. Phiys. Letters. 361. 453-456 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fujii, T.Ebata, N.Mikami: "Direct observation of weak hydrogen bonds in microsolvated phenol : Infrared spectroscopy of OH stretching vibrations of phenol-CO and-CO_2 in S_0 and D_0"J. Phys. Chem. 106・43. 10124-10129 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yamamoto, T.Ebata, N.Mikami: "Stimulated Raman spectroscopic study on intermolecular vibrations of size-selected benzonitrile clusters"Eur. Phys. J.. D20. 403-408 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] G.Naresh Patwari, T.Ebata, N.Mikami: "Vibrational spectroscopic investigation of dihydrogen bonds in gas phase"Bulletin of the Polish Academy of Science. 50・4. 423-434 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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