In situ analysis of microchemical reactions by temperature and material combination Raman spectral imaging

通过温度和材料组合拉曼光谱成像对微化学反应进行原位分析

• 批准号: 21K18857
• 负责人: 岡島 元
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18857/
• 关键词: ラマン分光; マイクロ反応; ラマン温度; in situ分析; イメージング; in situ; マイクロ化学反応; 顕微分光イメージング; 複合分析

本研究では微小空間の温度と分子構造とを同時かつ複合的に測る新規分光イメージングを構築する。当該年度は、前年度に行ったマイクロ合成反応追跡についてより詳細な解析をするとともに、類似の研究をさまざまな混合系に対して実施してきた。1,2-ジクロロエタン（DCE）とシクロヘキサン・アセトンとの混合を追跡し、トランス-ゴーシュ異性化反応と分子間相互作用の変化について分析した。この分子は極性の低い（あるいは高い）溶媒と混合することで回転異性体の存在比を変える分子である。Y字型流路による急速混合反応において、DCEの局所的な濃度変化に回転異性体比の変化が完全には追随していないことが示された。さらに、ラマンスペクトルの低振動数領域に見られる分子間振動の変化を多変量解析によって調べると、混合後の時間経過に従ってDECと溶媒の相互作用が発現すること、それが回転異性体比の変化と相関していることが示唆された。エタノールと水の混合を追跡し、水素結合に基づく低振動数ラマンスペクトルの変化を調べた。この系の低振動数ラマンスペクトルは、両者の線型結合でよく近似できることが知られており、このことから、溶液中でのエタノール・水クラスターの存在が示唆されている。このスペクトルが急速混合によってどのように変化するかを調べた。混合直後から数秒の時間スケールで、混合スペクトルの線型結合からのずれは比較的増加することが明らかになった。このことは、クラスター的な混合から徐々に分子レベルでの混合に変化する過程を追跡していると考えられる。上記の混合系にては、エタノールの水和熱も考慮に入れる必要がある。当該年度は、また、ラマンスペクトルを用いたエタノール・水・水溶液の温度測定の正確性を高めるための研究も行った。同一の強度補正・解析手法を用いることで、低振動数ラマンスペクトルからこれらの液体の温度を正確に決められることを示した。

This study で は の tiny space temperature と molecular structure と を simultaneously か つ composite に る measurement of new rules on spectral イ メ ー ジ ン グ を build す る. When the annual は line, before the year に っ た マ イ ク ロ synthetic anti 応 tracing に つ い て よ り detailed analytical を な す る と と も に, similar の を さ ま ざ ま な hybrid system に し seaborne て be applied し て き た. 1, 2 - ジ ク ロ ロ エ タ ン (DCE) と シ ク ロ ヘ キ サ ン · ア セ ト ン と の mixed を tracing し, ト ラ ン ス - ゴ ー シ ュ subjects the 応 と intermolecular interactions の variations change に つ い て analysis し た. The <s:1> <s:1> molecule ある polarity <e:1> is low and <s:1> (ある <s:1> high <e:1>). The solvent と is mixed with する とで and the 転 heteromorphic substance <e:1> exists in a ratio of を to える molecules である. Y type flow に よ る rapid mixing anti 応 に お い て, DCE の な concentration variations of bureau に planning back straight body than の variations change が completely に は follow し て い な い こ と が shown さ れ た. さ ら に, ラ マ ン ス ペ ク ト ル の に see low vibration number field ら れ る intermolecular vibrations の variations change を many variations parsing に よ っ て adjustable べ る と, after mixing の time 経 に 従 っ て DEC と solvent の interaction が 発 now す る こ と, そ れ が planning back straight body than の phase - change と masato し て い る こ と が in stopping さ れ た. エ タ ノ ー ル と mix water の を tracing し, water element combining に づ く low vibration number ラ マ ン ス ペ ク ト ル の variations change を adjustable べ た. こ の is の low vibration number ラ マ ン ス ペ ク ト ル は, struck の linear combination で よ く approximate で き る こ と が know ら れ て お り, こ の こ と か ら, solution で の エ タ ノ ー ク ル · water ラ ス タ ー の is が in stopping さ れ て い る. <s:1> スペ スペ ト ト が が rapid mixing によって <s:1> ように ように change する によって を べた tone べた. Mixed straight after か ら の several seconds ス ケ ー ル で, mixed ス ペ ク ト ル の linear combination か ら の ず れ は more rights and す る こ と が Ming ら か に な っ た. こ の こ と は, ク ラ ス タ ー な mixing か ら xu 々 に molecular レ ベ ル で の mixed に variations change す を る process tracing し て い る と exam え ら れ る. In the above record, the <s:1> mixed system にて にて, エタノ エタノ, エタノ, <s:1> water and heat <s:1> are considered to be に in れる and necessary がある. When the annual は, ま た, ラ マ ン ス ペ ク ト ル を with い た エ タ ノ ー ル, water, aqueous の temperature measurement accuracy of の を high め る た め の も line っ た. Package, the same の intensity of analytic technique を with い る こ と で, low vibration ラ マ ン ス ペ ク ト ル か ら こ れ ら の の liquid temperature を に definitely correct め ら れ る こ と を shown し た.

项目成果

A study of hydrogen-bonded structures in liquid water by simultaneous measurements and multivariate analysis of high and low-frequency Raman spectra

通过高低频拉曼光谱的同时测量和多元分析研究液态水中的氢键结构

• 发表时间: 2023
• 作者: Yu Sato;Hajime Okajima
• 通讯作者: Hajime Okajima

溶媒混合による1,2-ジクロロエタンのマイクロドメイン緩和過程のラマン分光分析

溶剂混合下1,2-二氯乙烷微区弛豫过程的拉曼光谱分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Yu Sato;Hajime Okajima;岡本 正成，岡島 元，島田 林太郎，坂本 章
• 通讯作者: 岡本 正成，岡島 元，島田 林太郎，坂本 章

Excited state dynamics of dibenzoylmethanato boron difluoride complex with aggregation- induced emission property

具有聚集诱导发射特性的二苯甲酰甲烷二氟化硼配合物的激发态动力学

• 发表时间: 2023
• 作者: Yushi Fujimoto;Hikaru Sotome;Rintaro Shimada;Hajime Okajima;Akira Sakamoto;Hiroshi Miyasaka;Fuyuki Ito
• 通讯作者: Fuyuki Ito