2018 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the electron-proton decoupling effect in the hydrogen/proton transfer reaction by electron-nucleus conjugated measurements
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15H02157
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤井 正明 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60181319)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 充彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00378598)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 励起状態ダイナミクス / 励起状態水素移動反応 / 溶媒和クラスター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プロトンおよび水素原子移動反応は最も単純な反応素過程であるが、そのメカニズムの理解はいまだ十分ではない。最近の研究から、単に水素原子やプロトンが移動するのではなく、電子と水素原子核（プロトン）は別々の経路により移動し、再結合反応を経て最終的に水素あるいはプロトン移動が完了するデカップリング機構の重要性が予想されている。本研究課題では、電子、原子核の運動を独立に観測し、この説を実験的に検証することを目的とし研究を行ってきた。
本年度は、昨年度見出されたフェノール‐アンモニア1:5クラスターにおける新たな極めて応答の速い過渡吸収帯も含めた反応メカニズムを理論計算の結果も含めて解釈し、フェノール‐アンモニアクラスターにおける励起状態水素移動反応メカニズムの溶媒数依存性を明らかにすることができた。1：5クラスターについては、ππ*状態とπσ*状態の強い混合から生じる電荷移動状態（S2状態）を経由する電子・プロトンデカップリング機構が成立することを立証することができた。さらに、溶媒数が増加するにつれて、溶媒和により安定化されたプロトン移動状態の関与が水素移動反応に重要な役割を果たすこともわかった。プロトン移動の寄与は水素移動反応の発見後、排除されてきたが、本研究はこれを再登場させる必要性があることを明らかにした。
このほか新たな展開として、分子間ダイナミクスへのフェムト秒近赤外分光の適用も試み、ベンゼン二量体の光イオン化における構造変化ダイナミクスの実時間観測にも成功した。基本的ではあるが、芳香環の運動の時間スケールについての基本的情報として重要である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
