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オゾン-分子錯体の可視光誘起反応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05026
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

赤井 伸行  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50452008)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードオゾンー分子錯体 / 赤色光反応 / マトリックス単離赤外分光法 / 光反応機構 / オキシド化合物 / オゾン-分子錯体 / N-オキシド生成 / 三重項ポテンシャル / マトリックス単離分光法 / 可視光反応 / オゾン‐分子錯体構造 / 新規化合物 / オゾン錯体 / 赤外分光法 / 低温化学 / 吸収増強 / マトリックス単離法 / 分光法 / 量子化学計算
研究成果の概要

オゾン単体の紫外光反応は詳細に研究されているが、可視光反応はあまり着目されていない。しかし、ある種の分子と分子錯体を形成することで可視光吸収が増強されることから、その増強機構や可視光による光反応性に興味が持たれている。
本研究ではオゾン-アミンやオゾン-硫黄化合物の光反応を研究することで、オゾンからアミンなどへ酸素原子が移動する温和な反応が起きることを見出し、複数の新規オキシド分子を作成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大気反応モデルで要求されるオゾン-アミン分子錯体の振動スペクトルを測定できたことに加えて、赤色光という低エネルギーの光照射でもオゾンから酸素原子がアミンへ移動しN-オキシドができることを見出した。また、この反応が酸素とアミンの三重項ポテンシャル上で進行することを見出した。
本研究から選択的なオキシド化合物の生成法を確立できる可能性がある。現在、化合物中の窒素や硫黄原子に温和な反応で選択的に酸素を付加させることができている。この研究を発展させることで有用なオキシド化合物の選択的合成が可能になる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Photoreactions of Ozone-Tetrahydrothiophene, Ozone- Pyrrolidine, and Ozone-Thiazolidine Complexes Studied Using Matrix-Isolation IR and Visible Absorption Spectroscopies2021

    • 著者名/発表者名
      Asami Kon, Natsuki Inano, Nariko Terada, Kentaro Kamata, Nobuyuki Akai, Munetaka Nakata
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 125 号: 10 ページ: 2114-2120

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.1c00280

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible-light-Induced Reaction of an Ozone-Trimethylamine Complex Studied by Matrix-Isolation IR and Visible Absorption Spectroscopies2020

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kamata, Rengo Yoshioka, Nobuyuki Akai, Munetaka Nakata
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 124 号: 48 ページ: 9973-9979

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.0c08965

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Wolff rearrangement and tautomerization of 3-chloro-2-hydroxypyridine isolated in an Ar matrix2019

    • 著者名/発表者名
      Masazumi Hayashi, Hiroto Koga, Takehiro Kumakura, Nobuyuki Akai, Munetaka Nakata
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure

      巻: 1196 ページ: 619-626

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2019.07.007

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced reversible isomerization of 9H-f;uorene into 1H-Fuorene by means of hydrogen-atom migration and the lowest electronically excited triplet state studied by matrix-isolation FTIR spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kumakura, N. Akai, M. Nakata
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 714 ページ: 160-165

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.11.011

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Matrix-isolation infrared spectrum of acenaphthene in the lowest electronically excited triplet (T1) state2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kumakura, N. Akai, M. Nakata
    • 雑誌名

      J. Mol. Struct.

      巻: 1172 ページ: 89-93

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2017.11.036

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Red-light induced photoreaction of ozone-dimethylamine complex; matrix-isolation infrared spectra of dimethylamine-N-oxide and N,N-dimethylhydroxylamine2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kamata, N. Akai, M. Nakata
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 707 ページ: 49-53

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.07.041

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] オゾン‐モノメチルアミンの光反応機構2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡蓮吾,赤井伸行
    • 学会等名
      2020年度分子分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] オゾンーアミン分子錯体の可視光反応2019

    • 著者名/発表者名
      鎌田 賢太郎,赤井 伸行
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 極低温マトリックス単離赤外分光法を用いたピロリジンの熱異性化の研究2019

    • 著者名/発表者名
      稲野 なつき,鎌田 賢太郎,赤井 伸行
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マトリックス単離した2-ハロゲン化チオフェノールの光反応機構2019

    • 著者名/発表者名
      中原 花菜,林 昌純,赤井 伸行
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視光で誘起されるオゾン-チアゾリジン錯体の光反応機構2019

    • 著者名/発表者名
      紺 麻美,鎌田 賢太郎,赤井 伸行
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視光で誘起されるオゾン-ジメチルアミン錯体の反応機構2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田賢太郎,赤井 伸行,中田 宗隆
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 9H-フルオレンの分子内水素移動と最低励起三重項状態2018

    • 著者名/発表者名
      熊倉 健太,赤井 伸行,中田 宗隆
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Molecular Spectroscopy Vol12019

    • 著者名/発表者名
      Y. Ozaki et al.
    • 総ページ数
      301
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • ISBN
      9783527344611
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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