単結晶X線構造解析による光励起分子の構造と機能の解明

通过单晶 X 射线结构分析阐明光激发分子的结构和功能

基本信息

批准号：
08J02420
负责人：
星野学
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

光触媒分子Acr^+-Mesの光励起構造について、放射光X線を利用したPump-Probe単結晶X線構造解析によって直接観察することに成功した。従来の分光研究ではAcr^+-Mesの励起最安定状態は電子移動状態と三重項励起状態の2つの異なる報告が行われていたが、本研究で直接観察した光励起構造は電子移動状態の生成を強く示唆する結果であった。直接観察した光励起構造とDFT計算結果との比較でも電子移動状態の生成が支持され、今後さらに分光実験の補足によってAcr^+-Mesの励起最安定状態が電子移動状態であることを明確に示すことが可能であると考えられる。これによって議論が続いていたAcr^+-Mesの励起最安定状態に関して結論を得ることが可能であり、今後のAcr^+-Mesを利用した光触媒反応の研究開発が飛躍的に発展することが期待できる。また、結晶内における分子周辺環境に注目して考察を行った結果、Acr^+-Mesの光励起構造変化が結晶中で立体障害の少ない方向に起こることを明らかにした。加えてAcr^+-Mesの光励起構造変化に伴い、結晶内で共存する対アニオンであるClO_4^-の位置と配向も協同的に変化することがわかった。これらの結果は結晶内部における光励起分子構造変化が結晶構造と密接に関係していることを意味しており、本研究のもう一つの対象分子である3配位金(I)錯体の研究成果と共通することから、Acr^+-Mesの光触媒機能も分子周辺環境をデザインすることで変化させることが可能であると期待できる。

通过使用Synchrotron X射线直接直接观察到光催化分子ACR^+-ME的光激发结构。在常规的光谱研究中，已经对最稳定的ACR^+-MES，电子转移状态和三胞胎激发态进行了两项不同的报道，但是在这项研究中直接观察到的光激发结构强烈暗示了电子转移态的产生。直接观察到的光激发结构与DFT计算结果之间的比较也支持了电子传递状态的产生，并且人们认为进一步补充光谱实验将能够清楚地表明，ACR^+-MES最稳定的状态是电子传递状态。这使我们能够就ACR^+ME的最稳定的激发状态得出一个结论，这是一个很长的讨论，并且可以预期，使用ACR^+-MES的光催化反应的未来研究和开发将显着发展。此外，我们研究了晶体内的分子周围环境，发现Acr^+-ME的光激发结构变化沿晶体发生在晶体中，其空间障碍较少。此外，发现在晶体中并存的晶体中并存的计数阴离子的位置和方向也随着ACR^+-MES的光激发结构的变化而合作地变化。这些结果表明，晶体内的光激发分子结构的变化与晶体结构密切相关，并且与本研究中的另一个目标分子的研究结果相似，因此可以预期，ACR^+-MES的光催化功能也可以通过设计形成环境的环境来改变。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

多形結晶形成により発光色制御された[AuCl(PPh_3)_2]の光励起構造の直接観察

直接观察[AuCl(PPh_3)_2]的光激发结构，其发射颜色受多态晶体形成控制

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Iwamoto;T. Fujimura;M. Nakai;K. Nagai;T. Norimatsu;R. Maekawa;T. Mito;H. Sakagami;O. Motojima;H. Azechi;K. Mima;藤村猛;藤村猛;森田梨津子;星野学
通讯作者：
星野学