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2023 年度 実績報告書

気相極低温分光で捉える有機配位子保護金属クラスターの構造ゆらぎとその起源

研究課題

研究課題/領域番号 22K14649
研究機関広島大学

研究代表者

村松 悟  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (40837796)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード配位子保護金属クラスター / 分子クラスターラジカルイオン / 極低温イオントラップ / 八極子イオンガイド / イオン光学 / 光解離分光 / 衝突誘起解離 / 質量分析
研究実績の概要

有機配位子保護金属クラスターをはじめとするクラスター化合物において見られるクラスターコア構造の柔軟な変化(「構造ゆらぎ」)に対し,それに起因する電子状態変化や機能発現を気相分光・分析手法によって明らかにすることを最終的な目的に研究を推進した。一連の研究により以下の成果を得た。
(1) 柔らかな金属コアを有する偏平型ホスフィン保護金クラスター[Au9(PPh3)8](3+)の構造ゆらぎが緩衝ガスとの衝突によって誘起されることを見出し,それに伴い価電子数の変化を伴うクラスターコア開裂が生じることを明らかにした(J. Phys. Chem. Lett., 14, 5641 (2023).)。
(2) 同手法の対象の拡大を図り,チオラート保護カドミウム硫黄クラスターの衝突誘起解離質量分析実験を推進した。同クラスターにおいてはチオラート1分子の組成の違いが幾何構造および解離エネルギーに顕著に影響することを見出した。現在,構造ゆらぎとの関係の可能性を検討している。
(3) 分子クラスターラジカルイオンである二硫化炭素ダイマー正イオン[(CS2)2](+(dot))において,常温程度の熱エネルギーで構造ゆらぎが生じることを見出し,ゆらぎに伴う電荷共鳴遷移エネルギーの変化を温度可変(極低温or常温)イオントラップ分光によって明らかにした(J. Phys. Chem. Lett., 15, 1493 (2024).)
(4) 有機配位子保護金属クラスターの気相分光のためのエレクトロスプレー/極低温イオントラップ分光装置の改良(高感度化)を進めた。具体的に,八極子イオンガイドによって空間的に広がったイオンを効率的に3次元イオントラップ内へと集束させるための「3段型イオンレンズ」を新たに設計・導入したところ,同装置におけるイオン検出効率が大幅に増大し,実際に金属クラスターの気相分光を十分なS/N比で行うことが可能となった。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ウロンゴン大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      ウロンゴン大学
  • [雑誌論文] Correlation of the Charge Resonance Interaction with Cluster Conformations Probed by Electronic Spectroscopy of Dimer Radical Cations of CO<sub>2</sub> and CS<sub>2</sub> in a Cryogenic Ion Trap2024

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Koyama, Satoru Muramatsu, Yasuaki Hirokawa, Jidai Iriguchi, Akihito Matsuyama, Yoshiya Inokuchi
    • 雑誌名

      <i>The Journal of Physical Chemistry Letters</i>

      巻: 15 ページ: 1493-1499

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.3c03500

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collision-Induced Fission of Oblate Gold Superatom in [Au<sub>9</sub>(PPh<sub>3</sub>)<sub>8</sub>]<sup>3+</sup>: Deformation-Mediated Mechanism2023

    • 著者名/発表者名
      Satoru Muramatsu, Yuki Nakahigashi, Tsubasa Omoda, Shinjiro Takano, Tatsuya Tsukuda, Yoshiya Inokuchi
    • 雑誌名

      <i>The Journal of Physical Chemistry Letters</i>

      巻: 14 ページ: 5641-5647

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.3c01153

    • 査読あり
  • [学会発表] 極低温イオントラップ気相分光が拓く超原子価化合物の化学2024

    • 著者名/発表者名
      村松悟
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [学会発表] "構造のゆらぎ"に見る,気相孤立した分子/金属クラスターの電子構造と結合状態2024

    • 著者名/発表者名
      村松悟
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 衝突誘起解離質量分析によるカドミウム硫黄クラスター[Cd10S4(SPh)16]4-および解離イオンの構造評価2024

    • 著者名/発表者名
      湯川圭祐,村松悟,高畑遼,寺西利治,井口佳哉
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [学会発表] 極低温イオントラップを用いた気相光解離分光装置の製作と分子クラスターラジカルイオンへの適用2023

    • 著者名/発表者名
      村松悟,小山雅大,入口時代,廣川靖明,松山晃仁,井口佳哉
    • 学会等名
      第71回質量分析総合討論会
  • [学会発表] Toward cold gas-phase spectroscopy of chemical intermediates formed in solution: development of electrospray-based isolation systems2023

    • 著者名/発表者名
      Satoru Muramatsu, Shiori Machida, Saya Kanazawa, Ryosuke Goda, Yuma Kitamura, Yoshiya Inokuchi
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 国際学会
  • [学会発表] Photodissociation spectroscopy and CASSCF calculation of cryogenically cooled [(CX2)2](dot)+ ions (X = O, S)2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Koyama, Satoru Muramatsu, Yoshiya Inokuchi
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 国際学会
  • [学会発表] Fission of Oblate Gold Superatom in [Au9(PPh3)8]3+ via Collision-Induced Core Deformation2023

    • 著者名/発表者名
      Satoru Muramatsu
    • 学会等名
      30th International Symposium on Molecular Beams (ISMB2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] One-dimensionally conjugated carbocyanine dyes in the gas phase: Electronic spectra and photochemistry2023

    • 著者名/発表者名
      Satoru Muramatsu, Takayuki Tokizane, Yoshiya Inokuchi
    • 学会等名
      8th Asian Spectroscopy Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Cold gas-phase spectroscopy of anthocyanin complex involved in blue Hydrengea2023

    • 著者名/発表者名
      Shoken Hamada, Satoru Muramatsu, Yoshiya Inokuchi
    • 学会等名
      8th Asian Spectroscopy Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Cryogenic gas-phase spectroscopy of [(CX2)2]+(dot) (X = O, S): correlation of geometrical structure and charge resonance interaction2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Koyama, Satoru Muramatsu, Yoshiya Inokuchi
    • 学会等名
      8th Asian Spectroscopy Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface-enhanced infrared absorption spectroscopy of diglycolamide complexes with lanthanide ions and comparison between the spectra and solvent extraction efficiency2023

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Okudera, Satoru Muramatsu, Yoshiya Inokuchi
    • 学会等名
      8th Asian Spectroscopy Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 超原子価化合物[(C5H5N)2X]+ (X = Br, I)の極低温気相分光:N-X結合に対するハロゲン依存性2023

    • 著者名/発表者名
      村松悟,松山晃仁,岩永大輝,井口佳哉
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
  • [学会発表] 二硫化炭素ダイマーカチオン[(CS2)2]+(dot)の極低温気相分光:幾何構造と電荷共鳴相互作用の相関2023

    • 著者名/発表者名
      小山雅大,村松悟,井口佳哉
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
  • [学会発表] アジサイの青色に関わるアントシアニン錯体の極低温気相分光2023

    • 著者名/発表者名
      濵田昇賢,村松悟,井口佳哉
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
  • [学会発表] 鈴木・宮浦カップリング反応におけるパラジウム反応中間体の極低温気相分光2023

    • 著者名/発表者名
      中村祐稀,町田栞,村松悟,井口佳哉
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
  • [学会発表] 極低温光解離分光装置におけるイオンガイド部の再設計:イオン光学シミュレーションによる評価2023

    • 著者名/発表者名
      四方嶺宏,入口時代,小山雅大,村松悟,井口佳哉
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
  • [学会発表] ジシアノナフタレンの光アリル化反応中間体の質量分析と気相分光:置換基位置と反応機構の関係2023

    • 著者名/発表者名
      合田遼介,村松悟,井口佳哉
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
  • [学会発表] ジグリコールアミド-ランタノイド錯イオンの表面増強赤外吸収分光:溶媒抽出能との相関2023

    • 著者名/発表者名
      奥寺洸介,村松悟,井口佳哉
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
  • [学会発表] 極低温イオントラップが拓く気相分光:隠れた分子機能の発掘を目指して2023

    • 著者名/発表者名
      村松悟
    • 学会等名
      2023年度日本分光学会年次講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Fission of Oblate Gold Superatoms in [Au9(PPh3)8]3+ via Collision-Induced Core Deformation in the Gas Phase2023

    • 著者名/発表者名
      村松悟
    • 学会等名
      ナノ構造・物性-ナノ機能・応用部会合同シンポジウム(ナノ学会)
    • 招待講演
  • [学会発表] 振電構造に見る超原子価ハロゲン化合物の結合状態:[(C5H5N)2X]+ (X = Br, I)を例として2023

    • 著者名/発表者名
      村松悟,松山晃仁,岩永大輝,井口佳哉
    • 学会等名
      第50回有機典型元素化学討論会
  • [学会発表] Cryogenic gas-phase spectroscopy of [(CX2)2]+(dot) (X = O, S): Correlation of cluster conformations and charge resonance interaction2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Koyama, Satoru Muramatsu, Yoshiya Inokuchi
    • 学会等名
      The 20th Nano-Bio-Info Chemistry Symposium
    • 国際学会
  • [備考] 広島大学大学院先進理工系科学研究科構造物理科学研究室

    • URL

      https://inokuchilab.hiroshima-u.ac.jp/

  • [備考] 広島大学研究者総覧(村松悟)

    • URL

      https://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.3dba8870e6d84c32520e17560c007669.html

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公開日: 2024-12-25  

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