• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

超高速分光を用いた金属多核錯体の分子内エネルギー移動及び多電子還元過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23KJ1742
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金
応募区分国内
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

江原 巧  九州大学, 理学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-04-25 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2025年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2023年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード時間分解赤外分光 / エネルギー移動 / 分子性光触媒 / 光増感剤 / レーザー分光 / 量子化学計算
研究開始時の研究の概要

2段階のポンプ光と中赤外領域のプローブ光を用いた「Pre-pump pump probe 分光」のシステムを構築し、2電子還元状態の生成過程やそれに伴う電子状態や分子内電子・エネルギー移動過程などのダイナミクスを明らかにする。励起状態・多電子還元状態の立体構造や電子状態の分子論的なメカニズムなどの知見を元に、光増感剤多核錯体の更なる機能向上のための設計指針の確立を目指す。

研究実績の概要

本研究では時間分解赤外分光法(TR-IR)と量子化学計算を用いて、CO2還元光触媒システムの光増感剤として優れた機能を示すリング状多核Re(I)錯体の励起状態のエネルギー移動過程を明らかにし、得られた分子論的なメカニズムなどの知見を元に、光増感剤多核錯体の更なる機能向上のための設計指針の確立を目指す。
今年度は、ドナーとアクセプターの励起エネルギー差やエネルギー移動距離の影響を調べるために、置換基や架橋配位子を系統的に変えたヘテロリング状多核Re(I)錯体のTR-IR測定を行った。CO伸縮振動の1800~2100 cm-1におけるTR-IRスペクトルの時間変化に対してグローバル解析を行うことで、エネルギー移動速度定数を見積もった。そこで、励起エネルギー移動速度定数は架橋配位子の距離の違いに対して指数関数的に変化することを見出し、励起エネルギー移動が超交換相互作用によって進行することが示唆された。また、ドナーとアクセプターのエネルギーギャップが大きいヘテロリング状2核Re(I)錯体は、エネルギー移動が速いことが明らかになった。さらに、テロリング状4核Re(I)錯体では、著しく速いエネルギー移動が観測され、別のエネルギー移動経路の存在が示唆された.この結果の詳細については次年度中に論文として報告する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は時間分解赤外分光法(TR-IR)を用いて、リング状多核Re(I)錯体のドナーとアクセプターの励起エネルギー差やエネルギー移動距離の影響を調べ、エネルギー移動が超交換相互作用によって進行することが示唆された。この成果については、次年度中にまとめる予定である。

今後の研究の推進方策

指紋領域におけるTR-IR測定を行い、単核錯体とのTR-IRスペクトルや量子化学計算との比較から、励起状態の立体構造に調べエネルギー移動との関係についての議論を行う予定である。また、犠牲還元剤の添加とPre-pump光の照射により1電子還元種を生成させ、2電子目の電子、エネルギー移動の観測を行うための装置構築を行う。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Structural‐transformation‐induced Drastic Luminescence Changes in an Organic‐Inorganic Hybrid [ReN(CN)4]2- Salt Triggered by Chemical Stimuli2023

    • 著者名/発表者名
      Ohtani Ryo、Xu Jianeng、Yanagisawa Junichi、Iwai Yuudai、Ehara Takumi、Miyata Kiyoshi、Onda Ken、Pirillo Jenny、Hijikata Yuh、Hiraoka Tomoaki、Hayami Shinya、Le Ouay Benjamin、Ohba Masaaki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 32

    • DOI

      10.1002/anie.202306853

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Excited-State Dynamics of D3-Symmetric Dinuclear Triple-Stranded Helicates Using Al(III) Ions Studied by Transient Absorption Spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ehara, Kiyoshi Miyata, Toshikazu Ono, Atsuya Muranaka, Yusuke Yoneda, Hikaru Kuramochi, Ken Onda
    • 学会等名
      38th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Al(III)二核三重螺旋錯体の発光機能と励起状態ダイナミクス2023

    • 著者名/発表者名
      江原 巧, 宮田 潔志, 小野 利和, 村中 厚哉, 米田 勇祐, 倉持 光, 恩田 健
    • 学会等名
      第33回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2023-04-26   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi