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ジアザポルフィリンを光捕集系に用いた人工光合成系の構築

Research Project

Project/Area Number 14J03432
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Synthetic chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山本 雅納  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords人工光合成 / 分子 / 可視光 / ポルフィリン / 光電気化学 / 水分解 / 色素増感 / water oxidation / electron transfer / porphyrin / fullerene
Outline of Annual Research Achievements

可視光駆動による水の酸化反応を達成するには, 高い可視光捕集能, 十分長い励起寿命, 水系界面での耐久性, および高い酸化力を有する光捕集材料が欠かせない. しかしながらこれら要件を満たす材料が乏しいことから, 可視光の有効利用が困難であった. これに対し, 本研究では可視光応答性と耐久性を両立させた新規フッ素導入ポルフィリンや環縮小ポルフィリンを有機合成化学的に創生, 光捕集系として検討しており, 現在までに分子による人工光合成構築が可能な系をいくつか見出している (Yamamoto, M. et al. Chem. Sci. 2016, 7, 1430-1439; Chem. Commun. 2016, 52, 13702-13705; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3329-3333). この探索過程において, 水系界面に展開した分子触媒による水の酸化反応およびこれに付随する界面電子移動が依然として速度論的・熱力学的にボトルネックであること, および水性界面および水溶液での分子の耐久性が問題であることがわかった (Yamamoto, M. et al. ChemSusChem 2016, 81, 1028-1044). 本研究で得られた知見を踏まえ, 今後, これら課題を克服可能な材料を開発・利用することにより, より高効率の人工光合成系の構築が可能になると考えている.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ウプサラ大学(スウェーデン)

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  • [Int'l Joint Research] 王立工科大学/ルンド大学/ウプサラ大学(スウェーデン)

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  • [Int'l Joint Research] タンペレ工科大学(フィンランド)

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  • [Int'l Joint Research] オックスフォード大学(英国)

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  • [Journal Article] A Ruthenium Complex-Porphyrin-Fullerene-Linked Molecular Pentad as an Integrative Photosynthetic Model2017

    • Author(s)
      M. Yamamoto, J. Fohlinger, J. Petersson, L. Hammarstrom, and H. Imahori
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 56 Issue: 12 Pages: 3329-3333

    • DOI

      10.1002/anie.201612456

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Visible Light-Driven Water Oxidation with Subporphyrin Sensitizer and Water Oxidation Catalyst2016

    • Author(s)
      Masanori Yamamoto, Yusuke Nishizawa, Pavel Chabera, Fusheng Li, Torbjorn Pascher, Villy Sundstrom, Licheng Sun, and Hiroshi Imahori
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 52 Issue: 94 Pages: 13702-13705

    • DOI

      10.1039/c6cc07877j

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Artificial Molecular Photosynthetic Systems: Towards Efficient Photoelectrochemical Water Oxidation2016

    • Author(s)
      Masanori Yamamoto and Koji Tanaka
    • Journal Title

      ChemPlusChem

      Volume: 81 Issue: 10 Pages: 1028-1044

    • DOI

      10.1002/cplu.201600236

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Visible Light-Driven Water Oxidation Using a Covalently-Linked Molecular Catalyst-Sensitizer Dyad Assembled on a TiO2 Electrode2016

    • Author(s)
      M. Yamamoto, L. Wang, F. Li, T. Fukushima, K. Tanaka, L. Sun, H. Imahori
    • Journal Title

      Chem. Sci.

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 1430-1439

    • DOI

      10.1039/c5sc03669k

    • NAID

      120005841413

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Probing the Dipolar Coupling in a Hetero-spin Endohedral Fullerene-Phthalocyanine Dyad2016

    • Author(s)
      S. Zhou, M. Yamamoto, G. Briggs, H. Imahori, K. Porfyrakis
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 138 Issue: 4 Pages: 1313-1319

    • DOI

      10.1021/jacs.5b11641

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Remarkable Dependence of Final Charge Separation Efficiency on Donor-Acceptor Interaction in Photoinduced Electron Transfer2016

    • Author(s)
      T. Higashino, T. Yamada, M. Yamamoto, A. Furube, N. V. Tkachenko, T. Miura, Y. Kobori, R. Jono, K. Yamashita, H. Imahori
    • Journal Title

      Angew. Chem.-Int. Edit.

      Volume: 55 Issue: 2 Pages: 629633-629633

    • DOI

      10.1002/anie.201509067

    • NAID

      120006558388

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spontaneous water activation and O-O bond formation for electrocatalytic water oxidation2016

    • Author(s)
      山本 雅納・藤井 翔・小林 克彰・田中 晃二
    • Organizer
      錯体化学会第66回討論会
    • Place of Presentation
      福岡大学 (福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-09-10
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Visible Light-Driven Water Oxidation with Subporphyrin Sensitizer2016

    • Author(s)
      山本 雅納・西澤 佑介・Pavel Chabera・田中 晃二・Villy Sundstrom・今堀 博
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場第一キャンパス (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-09-06
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] プッシュプル型有機色素を光捕集系に用いた光電気化学的水分解2016

    • Author(s)
      西澤 佑介・山本 雅納・今堀 博
    • Organizer
      日本化学会第96回年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス (京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-25
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Visible-Light-Driven Water Oxidation by Ruthenium-Based Molecular Catalyst-Porphyrin-Fullerene-Linked Pentad2016

    • Author(s)
      Masanori Yamamoto, Hiroshi Imahori
    • Organizer
      日本化学会第96回年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス (京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ルテニウム水分解触媒-ポルフィリン色素連結分子による可視光駆動水分解2015

    • Author(s)
      山本 雅納・今堀 博
    • Organizer
      第27回配位化合物の光化学討論会
    • Place of Presentation
      佐渡インフォメーションセンター(新潟県佐渡市)
    • Year and Date
      2015-08-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis, Photophysical Properties, and Photoelectrochemical Properties of Diazaporphyrin-[60]fullerene Linked Dyad2014

    • Author(s)
      Masanori Yamamoto, Yuta Takano, Yoshihiro Matano, Kati Stranius, Nikolai V. Tkachenko, Helge Lemmetyinen, and Hiroshi Imahori
    • Organizer
      225th Electrochemical Society Meeting
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida
    • Year and Date
      2014-05-11 – 2014-05-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 有機分子による人工光合成

    • URL

      http://mol-chem.com/DSPEC/index.html

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      2016 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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