イメージングプレート検出器を用いた実験室系迅速高分解能EXAFS装置の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07504003
• 研究種目: 試験研究(A)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 舟橋 重信 名古屋大学, 理学部, 教授 (30022700)
• 研究分担者: 田口 武慶 (株)理学電機, 設計部, 研究員 ; 長村 俊彦 (株)ユニソク, 科学機器開発研究所, 主任研究員 ; 稲田 康宏 名古屋大学, 理学部, 助手 (60242814) ; 高木 秀夫 名古屋大学, 理学部, 助教授 (70242807)
• キーワード: 動態分析 / 反応中間体 / 短寿命化学種 / EXAFS法 / イメージングプレート / ストップフロー法 / エネルギー分散型

研究概要

物質を構成する原子や分子がどのような状態でどれだけ存在するかという化学種レベルでの分析法の開発を目的とし、時々刻々変化(反応)している系のダイナミック過程を直接的に検出・解析・分析するための「イメージングプレート検出器を用いた実験室系迅速高分解能EXAFS装置」の開発を行った。この場合、不安定活性中間体の動態解明がキ-ポイントとなるため、本装置では、透過型分光結晶を用いたエネルギー分散型光学系とイメージングプレートによる二次元迅速検出系を組み合わせることにより、精度の高いEXAFS測定を高速で行うことが可能である。
これまでには、イメージングプレートを用いた積算型検出器では必要不可欠な回転対陰極型X線発生装置のシャッター部分の改良と、測定対象となる化学系をふまえたエネルギー分散型ゴニオメーターの製作、ならびに、イメージングプレート露光読み取り装置のEXAFS測定に対する設定およびサンプリング用トリガーシグナルとの同期回路の開発が完了している。また、データ処理装置を用いて、測定装置全体を自動制御するための測定プログラムの開発が完了した。現在は、金属イオン周りの構造が既知である、金属薄や第一遷移金属(II)イオンの水溶液または各種非水溶液、安定な金属錯体の粉末試料などのEXAFSスペクトルを測定・解析し、測定プログラムやイメージングプレートで取得したデータの読み取り変換プログラムの動作確認をくり返し行い、測定の再現性とEXAFS測定装置としての信頼性を評価している。
一方、本年度に購入した可視紫外近赤外分光光度計を用いて、測定対象となる化学系の速度論的および平衡論的測定を行い、短寿命反応中間体のEXAFS測定に適した実験条件の検索を現在も行っている。この時、試料溶液の測定温度は低温バスサ-キュレーターを用いて高精度で制御した。
以上のように、本年度は計画通り研究を遂行することができた。次年度は、実際に迅速混合装置や電解混合装置と組み合せて、短寿命反応中間体の直接構造解析を遂行する。

研究成果

• [文献書誌] S.Kagawa et al.: "Kinetic Study on Complexation of Boric Acid with 4-Isopropyltropolone in Nonaqueous Solvents" Inorganica Chimaca Acta. 231. 115-119 (1995)
• [文献書誌] S.Aizawa et al.: "Variable-Temperature and -Pressure Multinuclear Magnetic Resonance Studies on Solvent Exchange of Cobalt(II),Iron(II),and Manganese(II)Ions in Ethylenediamine.Kinetic Chelate Effect and Chelate Strain Effect" Inorganic Chemistry. 34. 2042-2047 (1995)
• [文献書誌] M.Inamo et al.: "Reactivities of Five-Coordinate Intermediate Generated by Laser Photolysis of Monoligated Chloro(5,10,15,20-tetraphenylporphinato)-chromium(III)in Toluene" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 68. 2293-2303 (1995)
• [文献書誌] H.D.Takagi et al.: "Mechanistic Study of Oxidation Reaction of Hydroquinone,Catechol,and L-Ascorbic Acid by Dicyanobis(1,10-phenanthroline)iron(III)in Dimethyl Sulfoxide" Journal of Molecular Liquids. 65/66. 277-280 (1995)
• [文献書誌] P.D.Metelski et al.: "Electron Exchange Kinetics in a Tetrahedrally Coordinated Copper(II/I)Couple" Canadian Jounal of Chemistry. 73. 61-69 (1995)
• [文献書誌] S.Aizawa et al.: "Crystal Structures of Trifluoromethanesulfonato Complexes of Nickel(II)and Palladium(II),[Ni(bpy)_2(CF_3SO_3)_2]and[Pd(triphosphine)(CF_3SO_3)](CF_3SO_3)・C_6H_6,and Characterization of Coordination Ability of CF_3SO_3^-" Analytical Science. 11. 557-562 (1995)
• [文献書誌] S.Aizawa et al.: "Characterization of σ and π Donation of Solvents by ^<31>PNMR Chemical Shifts of Trigonal-Bipyramidal Palladium(II)Complexes with Tris(2-diphenylphosphinoethyl)phpsphine" Analytical Science. (in press).
• [文献書誌] S.Aizawa et al.: "Nitrogen-14 NMR Study on Solvent Exchange of Octahedral Cobalt(II)Ion in Neat 1,3-Propanediamine and n-Propylamine at Various Temperatures and Pressures.Tetrahedral-Octahedral Equilibrium of Solvated Cobalt(II)Ion in n-Propylamine As Studied by EXAFS and Electronic Absorption Spectroscopy" Inorganic Chemistry. (in press).
• [文献書誌] M.Matsumoto et al.: "Oxidation Reaction of L-Ascorbic Acid by Dicyanobis(1,10-phenanathroline)iron(III)in Dimethyl Sulfoxide at Elevated Pressures.Evidence for the Adiabatic Electron Transfer" Inorganica Chimica Acta. (in press).
• [文献書誌] H.D.Takagi et al.: "Estimation of the Outersphere Contribution to the Activation Volume for Electron Exchange Reactions by Using the Mean Spherical Approximation" Chemical Physics Letters. (in press).
• [文献書誌] S.Aizawa et al.: "Complexation Equilibria and Structures of Dimethyltil(IV)Complexes with N-Methyliminodiacetate,Pyridine-2,6-dicarboxylate,Ethylenediamine-N,N'-diacetate,and Ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetate" Inorganic Chemistry. (in press).
• [文献書誌] 舟橋重信: "詳説 無機化学" 講談社サイエンティフィック, 20 (1996)