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2010 Fiscal Year Annual Research Report

非平面性ポルフィリンを基盤とする超分子光電子移動系の構築と光機能性材料の開発

Research Project

Project/Area Number 10J00454
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

本多 立彦  大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)

Keywordsポルフィリン / フタロシアニン / プロトン化 / 超分子 / 水素結合 / 光誘起電子移動
Research Abstract

ポルフィリンは拡張π共役系分子であり、一般に平面性の高い構造を取る。天然においては植物の葉の緑色はポルフィリン類縁体由来であり、光合成などにおいて重要な役割を担っている分子である。これまでにポルフィリンは電子を受け渡し易い電子ドナー分子として光合成のモデル分子の構築に用いられてきた。一方で、高い平面性を有するポルフィリン骨格を歪ませる方法として、嵩高いフェニル基を12個導入したドデカフェニルポルフィリンはフェニル基間のπ-π相互作用によりサドル型に歪むことが知られている。この歪みを有するポルフィリンは、通常の平面型ポルフィリンに比べて高い塩基性を有し、容易にピロール窒素をプロトン化でき、生成するジプロトン化体を安定に単離することができる。プロトン化体は、高い還元電位をもつ電子アクセプターとして働くために、これまで電子ドナーとして研究されてきたポルフィリンを電子アクセプターとして用いることで、これまでになされてこなかった新規なドナー・アクセプターの構築が可能となる。これは光合成反応中心の電荷分離過程のモデル分子として重要である。また、プロドン化に用いた酸の共役塩基と水素結合を形成することも分かっている。このことに基づき、カルボン酸などの酸/水素結合ドナー部位を有する分子を用いることで、プロトン化ポルフィリンを電子アクセプターとしたドナー・アクセプター超分子系を設計した。今年度行った研究では、以上のような観点に基づきポルフィリンやフェロセンなどの種々のドナー分子との超分子形成と光誘起電子移動について検討を行った。また、プロトン化の対象をポルフィリンにとどめずに、ポルフィリン類縁体であるフタロシアニンについても、構造的な歪みとプロトン化挙動の関係について明らかにした。フタロシアニンの場合はポルフィリンのプロトン化と異なり、プロトンが環の外側につくため、フタロシアニン環に水素結合部位としてアルコキシ基を導入することでより塩基性が高くなることを明らかにした。以上の結果を踏まえて今後はプロトン化ポルフィリン、フタロシアニンを用いた機能発現を目指す予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Crystal structures and electronic properties of saddle-distorted and protonated phthalocyanines2011

    • Author(s)
      本多立彦
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 第50号(掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure and Photoinduced Electron Transfer Dynamics of a Series of Hydrogen-Bonded Supramolecular Complexes Composed of Electron Donors and a Saddle-Distorted Diprotonated Porphyrin2010

    • Author(s)
      本多立彦
    • Journal Title

      Journal of American Chemical Society

      Volume: 第132号 Pages: 10155-10163

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of a Long-Lived Photoinduced Electron-Transfer State in an Electron Acceptor-Donor-Acceptor Porphyrin Triad Connected by Coordination Bonds2010

    • Author(s)
      本多立彦
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 第114号 Pages: 14290-14299

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effects of Intramolecular Hydrogen Bonding on Protonation of Alkoxy-Substituted Zinc Phthalocyanines2010

    • Author(s)
      本多立彦、小島隆彦、福住俊一
    • Organizer
      60th Anniversary Conference on Coordination Chemistry in OSAKA
    • Place of Presentation
      大阪国際交流センター(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2010-09-28
  • [Presentation] サドル型歪みを有するプロトン化フタロシアニンの結晶構造と電子状態2010

    • Author(s)
      本多立彦、小島隆彦、小林長夫、福住俊一
    • Organizer
      第21回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2010-09-10
  • [Presentation] Crystal Structures and Properties of meso- and isoindole-Nitrogen Protonated Phthalocyanine2010

    • Author(s)
      本多立彦、福田貴光、小島隆彦、小林長夫、福住俊一
    • Organizer
      Sixth International Conference of Porphyrins and Phthalocyanines
    • Place of Presentation
      アメリカ、ニューメキシコ
    • Year and Date
      2010-07-22

URL: 

Published: 2013-06-26  

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