液相反応のミクロ構造へのアプロ-チー構造を決定した溶媒和型クラスタ-の化学反応ー

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03403002
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 梶本 興亜 京都大学, 理学部, 教授 (30029483)
• 研究分担者: 藤村 陽 京都大学, 理学部, 助手 (00222266) ; 吉村 洋介 京都大学, 理学部, 助手 (10192428) ; 原 公彦 京都大学, 理学部, 助手 (80025436)
• キーワード: 回転コヒ-レンス法 / 液相反応 / クラスタ- / 溶媒和 / 溶媒効果 / フリ-ジェット / ファンデルワ-ルス分子

研究概要

化学反応の速度と機構は周囲の環境によって大きく影響される。周囲を取り巻く分子(溶媒)が反応にどの様な影響を及ぼすかという問題は化学反応研究の大きな柱である。本研究の目的は、溶液反応を「連続体モデル」によるマクロな視点から「溶媒分子の配置構造」への依存性というレベルにまで掘り下げて解明することである。初年度の目標は、ピコ秒時間分解回転コヒ-レンス法を用いて溶媒和型クラスタ-の構造を決定するためのシステムを完成させ、次年度以降への基礎を作ることであった。
具体的には以下のように、ピコ秒レ-ザ-の立上げ、測定系の作成、デ-タ解析プログラムの製作、ビ-ム実験系の準備を行った。営繕予算の動向が不明であったためにレ-ザ-の設置が大幅に遅れ、年度末になってようやくシステムとしての機能チェックが行えるようになった。
(1)ピコ秒チタン・サファイアレ-ザ-システムを、スペクトラ・フィジックス社より購入し、倍波発生・増幅・パルス選択等のシステムを作成し、性能をチェックした。
(2)溶媒和型クラスタ-生成のための真空チャンバ-及びノズル部、質量分析室等、既存の設備を増強・改良した。
(3)回転コヒ-レンス法による構造決定のために蛍光の経時変化を10ー50ps程度の分解能で測定する必要がある。このために、MCP型光電子増倍管・高速アンプ・遅延回路・TAC・MCA等からなる測定システムを設計、製作した。
(4)ADMA・AA・BA等とCH_3CN、CH_3OH、H_2O、アセトン、Arとのファンデルワ-ルス分子を超音速ジェット中に生成させ、その蛍光寿命をナノ秒領域で測定した。これらは、回転コヒ-レンス法による測定を行う際の基礎的なデ-タとなる。

研究成果

• [文献書誌] Y.Naito,Y.Fujimura,O.Kajimoto,K.Honma: "Photodissociation of the NO dimer:Rotational energy distribution and alignment of the NO(B^2)fragments" Chem.Phys.Lett.190. 135-138 (1992)
• [文献書誌] O.Kajimoto,H.Yokoyama,Y.Ooshima,Y.Endo: "Structure of ー4ー(N,Nーdimethylamino)benzonitrile and its van der Waals complexes" Chem.Phys.Lett.179. 455-459 (1991)
• [文献書誌] O.Kajimoto,S.Hayami,H.Shizuka: "The LIF spectra and the structure of jetーcooled 4ー(9ーanthryl)ーN,Nーdimethylaniline(ADMA)" Chem.Phys.Lett.177. 219-222 (1991)
• [文献書誌] K.Honma,K.Arita,K.Yamasaki,O.Kajimoto: "Microscopic solvation of acetone to 9,9^1ーbianthryl studied in a free jet:Polar excited state formation" J,Chem.Phys.94. 3496-3503 (1991)
• [文献書誌] 梶本 興亜(編・著): "クラスタ-の化学" 培風館, 305 (1992)