光電子円二色性イメージングによるキラル分子環境センシング

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19098
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 中西 隆造 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 主任研究員(定常) (70447324)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• キーワード: 負イオン光電子分光 / 円二色性 / 光電子イメージング / 分子クラスター

研究実績の概要

光電子円二色性(PECD)はキラル分子からの光電子放出角度分布の対称性が左右円偏光で反転することを利用したキラリティ検出の手法である。本研究では，PECDを気相分子負イオンや分子集合体(クラスター)負イオンに適用し，不斉反応中間体のキラリティやキラリティに対する分子間相互作用の影響を詳細に調べることのできる手法の開拓を目指している。これまでの成果は以下の通りである。(1)励起波長を変化させ，円二色性因子の光電子運動エネルギー依存性を調べた。２ブタノール前駆体のアルコキシド負イオンでは，光電子運動エネルギーの増加に伴ってPECD信号が低減していく傾向が確認された。(2)キラル極性分子の双極子場に束縛された電子が放出される際のPECD観測を試みた。極性が高く非プロトン性である炭酸プロピレン(PC)分子の双極子束縛型負イオンを生成するためのイオンソースを開発した。生成したPCおよびPC・水二量体負イオンの光電子スペクトルを測定した。垂直電子脱離エネルギーや光電子角度分布から生成物が双極子束縛型負イオンであることが確認できたが，PCのエナンチオマーを前駆体とした負イオンからは十分なPECD信号を得ることはできなかった。(3)アキラル負イオン・キラル溶媒系としてヨウ素負イオンにキラルアルコールや炭酸プロピレンが単分子溶媒和したクラスターを生成し，PECD観測を行った。ヨウ素負イオン・炭酸プロピレンクラスターを309 nm光で励起したとき，全散乱強度1%程度のPECD信号が観測された。

研究成果

• [雑誌論文] Ab initio MRCI study on potential energy curves for a single Cl loss from the palladium tetrachloride anion PdCl_4^2- (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurosaki Yuzuru、Nakanishi Ryuzo、Saeki Morihisa、Ohba Hironori
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 746 ページ: 137288～137288
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2020.137288
• [雑誌論文] Photoinduced gold recovery mediated by isopolymolybdate in strongly acidic HCl/NaCl solutions (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Ryuzo、Saeki Morihisa、Taguchi Tomitsugu、Ohba Hironori
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 巻: 383 ページ: 111994～111994
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2019.111994