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典型元素を含む新奇ポルフィリンπ空間の機能化と集積化

Publicly Offered Research

Project AreaEmergence of highly elaborated pai-space and its function
Project/Area Number 23108708
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

俣野 善博  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40231592)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsポルフィリン / ジアザポルフィリン / 錯形成 / 吸収特性 / 発光特性 / 酸化還元電位 / 太陽電池 / 擬ポルフィリン / ホスファメタラサイクル / 芳香族性
Outline of Annual Research Achievements

本年度では『典型元素の特性が最大限に発揮されるようなπ空間を創発し、その機能を利用する』ことを目的として、期間内に主に次の課題に取り組んだ。(i)メソ位に窒素を含むジアザポルフィリンの合成と、それらの構造・物性・配位挙動の解明。(ii)π系が高度に拡張されたジアザポルフィリン二量体の合成、(iii)ジアザポルフィリンの特性を活かした有機太陽電池の作製と性能評価。まず、アジ化ナトリウムとジブロモジピリンとの反応を利用して、β無置換ジアザポルフィリンフリーベースを20%程度の単離収率で合成する事に成功した。次いで、得られてフリーベースの錯形成により、各種金属錯体を構築し、その吸収特性、発光特性、および電子受容性・電子供与性を調べた。その結果、ジアザポルフィリンπ系の物性が、ポルフィリンの場合と同様、中心金属の種類に大きく依存することが明らかとなった。さらに、β無置換ジアザポルフィリン-ニッケル錯体のβ位を位置選択的に臭素化した後、パラジウム触媒を用いて反応させることにより、ジアザポルフィリン二量体を合成する事に成功した。各種スペクトル測定および理論計算の結果、この二量体は高い平面性を持ち、π系は大きく拡張されていることを見いだしている。また、一部の誘導体についてはその吸収帯が近赤外領域に達することから、色素増感太陽電池への利用も検討している。以上の結果は、アザポルフィリン誘導体の構造―物性相関を理解する上で重要な知見を与えるものである。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Nickel (II) and Copper (II) Complexes of β-Unsubstituted 5, 15-Diazaporphyrins and Pyridazine-Fused Diazacorrinoids : Metal-Template Syntheses and Peripheral Functionalizations2012

    • Author(s)
      Yoshihiro Matano
    • Journal Title

      Chem.Eur.J.

      Volume: 18 Issue: 20 Pages: 4250-4257

    • DOI

      10.1002/chem.201200463

    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Free Base and Metal Complexes of 5,15-Diaza-10,20-dimesitylporphyrins: Synthesis, Structures, Optical and Electrochemical Properties, and Aromaticities2012

    • Author(s)
      Y. Matano, T. Shibano, H. Nakano, Y. Kimura, H. Imahori
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 51 Issue: 23 Pages: 12879-12890

    • DOI

      10.1021/ic301835c

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Carbon-Metal-Carbon Linkages on the Optical, Photophysical, and Electrochemical Properties of Phosphametallacycle-Linked Coplanar Porphyrin Dimers2012

    • Author(s)
      俣野善博、松本和明、林宏暢、中尾嘉秀、Tatu Kumpulainen、Vladimir Chukharev、Nikolai V.Tkachenko、Helge Lemmetyinen、清水宗治、小林長夫、酒巻大輔、伊藤彰浩、田中一義、今堀博
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 134 Issue: 3 Pages: 1825-1839

    • DOI

      10.1021/ja210205v

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Porphyrin-appended Phosphapalladacycle Precatalysts : Effects of Central Metals on the Catalytic Activity in a High-Temperature Heck Reaction2011

    • Author(s)
      Yoshihiro Matano
    • Journal Title

      J.Porphyrins Phthalocyanines

      Volume: 15 Issue: 11n12 Pages: 1172-1182

    • DOI

      10.1142/s1088424611004087

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis and Optoelectrochemical Properties of Conjugated Oligophospholes and Polyphospholes2012

    • Author(s)
      Yoshihiro Matano
    • Organizer
      International Conference on Heterocyclic Chemistry 2011
    • Place of Presentation
      Glasgow (United Kingdom)
    • Year and Date
      2012-08-02
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Polymerization of Phospholes by Using Stille Coupling: Optical, Electrochemical, and Semiconducting Properties of α,α’-Linked Polyphospholes2012

    • Author(s)
      Yoshihiro Matano
    • Organizer
      19th International Conference on Phosphorus Chemistry
    • Place of Presentation
      Rotterdam (Netherland)
    • Year and Date
      2012-07-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal Complexes of meso-Phosphanylporphyrins: Fundamental Properties and Reactivities2012

    • Author(s)
      Yoshihiro Matano
    • Organizer
      7th International Conference on Porphyrins and Phthalocyaninces
    • Place of Presentation
      Jeju (Korea)
    • Year and Date
      2012-07-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis and Properties of Phosphole-Containing π-Conjugated Oligomers and Polymers2012

    • Author(s)
      Yoshihiro Matano
    • Organizer
      10th International Conference on Heteroatom Chemistry
    • Place of Presentation
      Kyoto (Japan)
    • Year and Date
      2012-05-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Phosphole-Containing Macrocycles, Fused π-Systems, and Polymers2012

    • Author(s)
      Yoshihiro Matano
    • Organizer
      9th European Workshop of Phosphorus Chemistry
    • Place of Presentation
      Rennes (France)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-22
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Peripheral Functionalizations of β-Unsubstituted 5,15-Diazaporphyrin-Metal Complexes2012

    • Author(s)
      Yoshihiro Matano
    • Organizer
      Satellite Symposium of 7th International Conference on Porphyrins and Phthalocyaninces
    • Place of Presentation
      Kyoto (Japan)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 高次π空間の創発と昨日開発2013

    • Author(s)
      俣野善博
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      シーエムシー
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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