1993 Fiscal Year Annual Research Report
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02102005
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| Research Institution | Fukui University of Technology |
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Principal Investigator |
丸山 和博 福井工業大学, 工学部, 教授 (90025263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大須賀 篤弘 京都大学, 理学部, 助教授 (80127886)
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| Keywords | 光合成反応中心 / ポルフィリン / クロロフィル / カロテノイド / ピロメリットイミド / 電子移動 / 励起エネルギー移動 / 長寿命電荷分離 |
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| Research Abstract |
1.独自に開発したポルフィリン合成法に改良を加え、直線上に連結したポルフィリン2〜9量体の合成に成功した。これらの亜鉛錯体の吸収スペクトルや蛍光スペクトルは、ポルフィリンの数を反映して連続的・系統的に変化することがわかった。
2.亜鉛ポルフィリン(ZnP)-フリーベースポルフィリン(H_2P)-ナフタレンジイミド(NIm)-キノン(Q)からなる4成分型モデルを合成し、THF中でその分子内電子移動反応について検討した。一連の連続電子移動により、イオンペア(ZnP)^+-H_2P-NIm-(Q)^-が定量的に生成するが、その寿命はZnPとH_2Pの間のスペーサーに大きく依存し、4,4′-biphenylのように剛直な構造の場合は対応する(ZnP)^+-H_2P-(NIm)^-に比較して約10倍長くなるが、4,4′-diphenylmethyleneの場合は、逆に短くなることがわかった。
3.亜鉛ポルフィリン(Znp)-オキソクロリン(H_2C)-ピロメリットイミド(PIm)からなる3元系モデルでは、まず^1(ZnP)^*からH_2Cへの励起エネルギー移動により^1(H_2C)^*が生成するが、続いてZnPから電子を引き抜いて(ZnP)^+-(H_2C)^--PImとなり、最後にPImへ電荷シフトして超寿命電荷分離状態(ZnP)^+-H_2C-(PIm)^-を生成する。最終電荷分離状態は0.09の量子収率で生成し、その寿命は20nsであった。
4.亜鉛ポルフィリン二量体(D)-亜鉛ポルフィリン単量体(M)-ピロメリットイミド(PIm)系モデルでは、^1(D)^*からPImへは電子移動できないために^1(M)^*からDへの励起エネルギー移動が長寿命電荷分離状態生成の量子収量の低下の大きな原因であった。Mのポルフィリンのbeta位の置換基をメチル基からフェニル基に変えたモデルを合成したところ、^1(D)^*からPImへの遠距離電子移動が高速で進行することがわかった。これにより、「光合成反応中心における光子と電子の流れ」を一つの分子で再現することに成功した。
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[Publications] M.Ohkohchi,: "Direct Observation of Consecutive Two-Step Electron Transfer in Zinc-Porphyrin-Pyromellitimide-Quinone Triads Which Undergo the Same Electron Transfers in Photosynthetic Reaction Center" the Journal of American Chemical Society. 115. 12137-12143 (1993)
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[Publications] A.Osuka: "Synthesis and Photoexcited Dynamics of Aromatic Group-Bridged Carotenoid-Porphyrin Dyads and Carotenoid-Porphyrin-Pyromellitimide Triads" the Journal of American Chemical Society. 115. 9439-9452 (1993)
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[Publications] T.Asahi: "Intramolecular Photoinduced Charge Separation and Charge Recombination of the Product Ion Pair States of a Series of Fixed-Distance Dyads of Porphyrin and Quinones" the Journal of American Chemical Society. 115. 5665-5674 (1993)
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[Publications] A.Osuka: "1,2-Phenylene-Bridged Diporphyrin Linked with Porphyrin Monomer and Pyromellitimide as a Model for Photosynthetic Reaction Center" the Journal of American Chemical Society. 115. 4577-4589 (1993)
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[Publications] A.Osuka: "Synthesis of a 1,3,5-Triporphyrinyl-benzene" Journal of Organic Chemistry. 58. 3582-3585 (1993)
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[Publications] A.Osuka: "Long-Lived Charge Separated States from Zinc Porphyrin-Free Base Porphyrin-Diimide-Quinone Tetrads" Chemistry Letters. 1727-1730 (1993)
