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溶液中の二分子反応において，反応分子のどのような衝突が化学反応を引き起こすか？

在溶液中的双分子反应中，反应分子的哪种碰撞会引起化学反应？

基本信息

批准号：
22K18329
负责人：
岩田耕一
金额：
$ 16.56万
依托单位：
Gakushuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18329/
关键词：
時間分解測定二分子反応反応機構時間分解分光測定

项目摘要

本研究課題の目的は，「溶液中の二分子反応において，反応分子のどのような衝突が化学反応を引き起こすか」を実験的に明らかにすることである．二分子間でも化学反応は反応分子同士の衝突によって引き起こされるが，溶液中での分子と分子の衝突の角度や速度，衝突部位を実験者が制御することができない．それに加えて，反応分子の衝突の相手はもう一方の反応分子ではなく溶媒分子である場合の方が圧倒的に多い．本研究では，四塩化炭素溶液中で芳香族分子が電子励起されると溶媒である四塩化炭素から塩素ラジカルを引き抜く高速二分子反応が起きることを利用して，二分子反応の初期過程を分光観測することで化学反応による反応分子の変化の詳細を調べることを目指している．研究代表者らは，これまでの研究でtrans-スチルベン分子を四塩化炭素溶液中で光照射すると最低励起一重項（S1）状態のスチルベン分子と溶媒の四塩化炭素分子の間で上述の高速二分子反応が起こることを見出していた．本研究では，まずtrans-スチルベンの片方のフェニル基にメトキシ基あるいはブロモ基を導入した4-メトキシ-trans-スチルベンと4-ブロモ-trans-スチルベンをそれぞれ四塩化炭素溶液中で光励起して，その後に起きる高速現象を時間分解分光測定している．時間分解赤外分光測定では，四塩化炭素溶液中でこれらの分子を光励起したときにトリクロロメチル（CCl3）ラジカルに由来する赤外吸収信号を検出した．時間分解けい光分光測定からは，4-メトキシ-trans-スチルベンと4-ブロモ-trans-スチルベンのS1状態の寿命がそれぞれ0.73 psと11 psであり，通常の溶媒中での寿命である30 psおよび68 psに比べて顕著に短寿命化していることが分かった．これらの分子の電子励起状態が溶媒の四塩化炭素分子によって高速で失活することが明らかになった．

The purpose of this research is to study the interaction between two molecules in solution and the chemical interaction between molecules. The chemical reaction between two molecules is the reaction between molecules and molecules. The angle and velocity of molecular conflict in solution are controlled by the reaction between molecules and molecules. In addition, the anti-solvent molecules and the conflict between the anti-solvent molecules and the anti-solvent molecules are often used. In this study, we aim to investigate the electron excitation of aromatic molecules in tetravalent carbon solutions, the solvent, the tetravalent carbon, the solvent, the solvent, The research representative said that the research on the high speed binary reaction between the molecule and the solvent in the tetravalent carbon solution was carried out by light irradiation. In this study, the introduction of 4-nitrogen-based groups into the tetravalent carbon solution was investigated by time-resolved spectrophotometry. Time resolved infrared spectroscopy is used to detect the infrared absorption signal of the molecules in the quaternary carbon solution. Time resolved spectrometric measurements show that the lifetime of the S1 state in 4-mode is 0.73 ps to 11 ps, and the lifetime in normal solvents is 30 ps to 68 ps, which is shorter than that in normal solvents. The electron excitation state of the molecule is the high speed inactivation of the tetravalent carbon molecule in the solvent.