3-아미노페놀의 공명 증강 다광자 이온화 스펙트럼에서의 이성질체 분포

Abstract

3-아미노페놀은 페놀의 meta 위치에 아미노기가 있는 물질로, 아미노기에 대한 수산기의 배향에 따라 시스 형과 트랜스 형의 두 가지 구조 이성질체를 갖는다. 트랜스 형이 상대적으로 더 안정하여 시스형보다 많이 존재한다. 이 연구에서는 3-아미노페놀의 공명 증강 다광자 이온화(Resonance-Enhanced Multiphoton Ionization, REMPI) 스펙트럼을 다른 온도 조건에서 다수 얻어 두 가지 구조 이성질체의 밀도 비 변화를 실험적으로 확인하고자 했다. 초음속 팽창을 통해 저온의 고립된 기체상 3-아미노페놀을 준비한 후에 시료를 공급하는 pulsed valve가 열리는 시간과 이온화 레이저를 조사하는 시간 사이의 지연 시간을 조절하여 분자들의 온도를 조절하고, 저온 기체상 분자선을 역학적으로 분석한 이전 연구들로부터 우리 실험 조건에서 기체 분자의 물리적 특성들을 효과적으로 예측할 수 있었다. 다변량 만곡 도출 이론(Multivariate Curve Resolution, MCR)은 여러 화학종이 혼재한 화합물의 실험 데이터를 대량 수집하여 수학적인 방법으로 분석함으로써 각각의 화학종에 대한 데이터로 추출해내는 화학 기반의 계산 방법이다. 최적화가 잘 이뤄진 다수의 REMPI 스펙트럼에 MCR 이론을 적용하여 온도와 파장에 대해 순수한 스펙트럼을 추츨하는 것이 가능하며, 해당 개념 입증 연구가 현재 진행중에 있다. 본 연구를 통해 MCR 이론이 REMPI 스펙트럼으로부터 구조 이성질체를 분리해낼 수 있는 하나의 안정적인 방법으로 분류된다면, 앞으로 더욱 크고 복잡한 생체 분자 및 복잡계에서의 분자 거동 역시 예측이 수월해질 것으로 기대된다.