超分子システム中における低磁場中でのスピンダイナミクス操作による化学反応制御

通过操纵低磁场中的自旋动力学来控制超分子系统中的化学反应

• 批准号: 13740320
• 负责人: 前田 公憲
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740320/
• 关键词: スピン化学; 磁場効果; ラジカル対; フラビン; 生体分子; パルス磁場; スピンダイナミクス; ラジカル反応; ラジカルイオン対; 電子移動反応; 電子スピン共鳴; パルスESR; 過渡吸収; 光化学反応

本年は前年の研究成果をまとめ論文を発表すると同時に新しい測定手法である「過渡吸収検出ナノ秒磁場スイッチング法」を開発し新しい実験成果を得た。前年に引き続き生体分子の最も基本的な分子フラビンアデニンジヌクレオチドにおける、磁場効果アクションスペクトルを解析し、励起三重項状態とビラジカル種間に高速の行き来による平衡が存在しその平衡が溶液のpHにより変化する事を明らかにした(Chem.Phys.Lett.362(2002)123-129)。さらに詳しい解析によりその平衡定数を求める事に成功し、さらなる解析から平衡状態における行き来の反応、ビラジカル、励起三重項状態の失活反応全ての反応速度定数を求める事に成功した。この成果は近いうちに公表する予定である。ナノ秒のパルス磁場と過渡吸収装置を組み合わせる事により、「過渡吸収検出ナノ秒磁場スイッチング法」を開発した。この手法による新しい実験成果は2種類ある。1つ目は磁場パルスによる反応の変化を測定する事により、磁場効果の時間変化からラジカル対の再結合反応に対する磁場効果のスピン緩和の影響についてより精密に測定可能となった事であり、パルスMARY法呼ぶことにする。ミセル中におけるリボフラビンのインドール誘導体との反応における実験から、スピン緩和の寄与について新たに明らかにする事が出来た。もう1つは、ラジカル対の寿命の途中で磁場をスイッチングする手法である。この手法のテストとして、ミセル中のメチルナフトキノンの反応を用いて実験を行い、理論計算と比較した結果、本手法により比較的低磁場中における電子スピン緩和時間を測定するのに、本手法が非常に有効である事が明らかとなった。

The year before last year は の research を ま と め paper を 発 table す る と and に new し い determination technique で あ る "transition 収 検 out ナ ノ seconds field ス イ ッ チ ン グ method" を open 発 し new し い be た を 験 achievements. Before に lead き 続 き raw body の も most basic な molecules フ ラ ビ ン ア デ ニ ン ジ ヌ ク レ オ チ ド に お け る, magnetic field working fruit ア ク シ ョ ン ス ペ ク ト ル を parsing し and wound up the triple state と ビ ラ ジ カ ル interspecific に high-speed line の き to に よ る equilibrium is が し そ の の pH balance が solution に よ り variations change す る matter を Ming ら か に し た (Chem Phys.Lett.362(2002)123-129. さ ら に detailed し い parsing に よ り そ の equilibrium constant を o め る に し success, さ ら な る parsing か ら equilibrium に お け き る line の 応, ビ ラ ジ カ ル and wound up the triple state の inactivation against 応 full て の anti 応 speed limit を め る matter に success し た. The うちに result is similar to the うちに public table する is determined to be である. ナ ノ seconds の パ ル ス magnetic suction 収 と transition device を group み close わ せ る matter に よ り, "transition 収 検 out ナ ノ seconds field ス イ ッ チ ン グ method" を open 発 し た. The による method による new experimental results of the による 2 types ある. 1 つ は magnetic パ ル ス に よ る anti 応 の variations change を determination す る matter に よ り, field working fruit の time - か ら ラ ジ カ ル の seaborne combining the 応 に す seaborne る magnetic field working fruit の ス ピ ン moderate の impact に つ い て よ り precision に determination may と な っ た matter で あ り, パ ル ス MARY method called ぶ こ と に す る. ミ セ ル in に お け る リ ボ フ ラ ビ ン の イ ン ド ー ル inductor と の anti 応 に お け る be 験 か ら, ス ピ ン ease の send に つ い て new た に Ming ら か に す た が る things out. Youdaoplaceholder0 う1 う ラジカ, ラジカ ラジカ, で magnetic field をス ッチ ッチ グする グする technique である on the process of <s:1> lifespan <e:1>. こ の gimmick の テ ス ト と し て, ミ セ ル in の メ チ ル ナ フ ト キ ノ ン の anti 応 を with い て be 験 を line い, comparison of theoretical calculation と し た result, this technique に よ り comparison of low magnetic field に お け る electronic ス ピ ン time determination of を す る の に, this technique very に が unseen で あ る matter が Ming ら か と な っ た.

项目成果

K.Hansongnern: "A Time-Resolved EPR Study on the Photoreduction of Phthalic Anhydride and Chlorinated Phthalic Anhydrides in 2-Propanol"Applied Magnetic Resonance. 23(3) (In press). (2002)

K.Hansongnern：“邻苯二甲酸酐和氯化邻苯二甲酸酐在 2-丙醇中光还原的时间分辨 EPR 研究”应用磁共振。

M.Murakami: "Structure and kinetics of the intermediate biradicals gencrated from intramolecular electron transfer reaction of FAD studied by an action spectrum of the magnetic field effect"Chemical Physics Letters. 362. 123-129 (2002)

M.Murakami：“通过磁场效应的作用谱研究 FAD 分子内电子转移反应生成的中间双自由基的结构和动力学”《化学物理快报》。

K.Maeda et al.: "Observation and reaction control of a singlet born radical pair formed photochemically in an SDS micelle"RIKEN Review. 44. 95-96 (2002)

K.Maeda 等人：“SDS 胶束中光化学形成的单线态自由基对的观察和反应控制”RIKEN 评论。

K.Maeda et al.: "Quantum beats in confined radical pairs at a strong pulse microwave field"RIKEN Review. 44. 97-99 (2002)

K.Maeda 等人：“强脉冲微波场中受限自由基对中的量子跳动”RIKEN 评论。

K.Maeda et al.: "Photocleavage reaction of bromoacetylnaphthalene studied by FT-EPR and transient absorption spectroscopy"RIKEN Review. 44. 121-123 (2002)

K.Maeda 等：“通过 FT-EPR 和瞬态吸收光谱研究溴乙酰萘的光裂解反应”RIKEN Review。