電極表面を利用した金属ポルフィリンによるオレフィンの光酸素化反応

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750719
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 高木 慎介 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (40281240)
• Keywords: ポルフィリン / 二酸化チタン / 可視光 / エポキシ化 / ルテニウム / 水 / TiO2

Research Abstract

当研究室では金属ポルフィリン錯体を光触媒として用いることにより、水を電子源、酸素源としたオレフィン類のエポキシ化反応を見出している。本反応系の特徴は、化学的に安定な水分子を可視光により活性化できるエネルギー蓄積型反応系を構築可能な点である。いわゆる人工光合成型反応達成への足掛かりとなるものである。この光触媒を半導体電極上へ修飾することで、均一溶液中では達成困難な様々な機能の発現が期待される。具体的には、反応を駆動する電子移動効率の向上、可視光による半導体の多電子変換触媒能力の発現などが期待できる。これまでに、カチオン性、ノニオン性、アニオン性の置換基を有するRu(II)テトラフェニルポルフィリン誘導体を合成し、二酸化チタン電極への吸着挙動を検討した。吸着は主に溶液中での浸漬法により行った。吸着挙動は、溶液のpHに大きく依存するが、特に酸性下、アニオン性のポルフィリン錯体は強力な吸着能を示した。またポルフィリン中心金属であるRu(II)の軸配位子(3,4-Pyridinedicalboxylic acid)を介した吸着も可能であることも見出した。現在、吸着量、吸着状態などを、紫外可視分光光度計、赤外分光光度計などにより検討を行っている。光化学過程の観測は、ポルフィリン錯体への可視光照射によって行うが、現在、ポルフィリン錯体-二酸化チタン電極間の光誘起電子移動過程について、短絡電流、解放電圧などの指標を用いて評価中である。

Research Products

• [Publications] S.TAKAGI, H.MORIMOTO, T.SHIRAGAMI, H.INOUE: "VISIBLE LIGHT INDUCED OXYGENATION OF CYCLOHEXENE WITH AVTIVATION OF WATER SENSITIZED BY DIHYDROXY COORDINATED TETRAPHENYLPORPHYRINATOTIN(IV)"Res. Chem. Intermed.. 26・2. 171-183 (2000)
• [Publications] S.TAKAGI, H.INOUE: "Multimetallic and Macromolecular Inorganic Photochemistry (Molccular and Supramolccular Photochemistry of Porphyrins and Metalloporphyrins)"MARCEL DEKKER, INC. Ed. by V.Ramamurthy and Kirk S.Schanze. 128 (1999)