2018 年度研究成果報告書

低温イオン移動度質量分析を用いた溶媒和された高分子イオンの立体構造の観測

研究課題

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研究課題/領域番号	16K05641
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
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	大下慶次郎東北大学, 理学研究科, 助教 (40373279)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	イオン移動度質量分析 / 構造異性体分離
研究成果の概要	水などの溶媒分子に周囲を取り囲まれた高分子が折り畳み構造など特有の立体構造を形成するメカニズムを研究する目的で、液体窒素で冷却可能な低温イオンドリフトセルを備えたイオン移動度質量分析装置を製作した。この装置を用いてアルカリ金属原子イオンと直鎖状のアルカンジオール分子からなる錯体イオンの立体構造を観測した。その結果、ナトリウム正イオンとジオール分子の２個の酸素原子が結合することで、直鎖状の炭素鎖が大きく変形し折り畳み構造を形成することを見出した。
自由記述の分野	クラスター化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	分子の反応性や物性は分子の構造や電子状態により決まるが、溶液中では反応速度や生成物が溶媒の種類により影響を受ける溶媒効果が存在する。その際、溶媒は単に溶質を溶かすためだけにあるのではなく、分子としての個性をもって溶質分子と相互作用する。よって、溶媒効果の本質を理解するためには、溶質分子と溶媒分子との間の分子間の相互作用を考える必要がある。本研究では溶質溶媒分子間ならびに溶媒分子間相互作用に伴う高分子の立体構造の柔軟な変化を研究するために、イオンと高分子からなる錯体イオンの立体構造を観測可能な低温イオン移動度質量分析装置を製作した。