配位組織型スペシャルペアを構成単位とするアンテナ超分子系と電荷分離系の最適化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15205020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 小夫家 芳明 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (80026195)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 和也 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (50335486) ; 佐竹 彰治 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (00277831) ; 釘宮 愼一 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (60183795)
• Keywords: 電荷分離系 / 光捕集アンテナ系 / 自己組織化 / ポルフィリン / 人工光合成 / エネルギー移動 / 光電流効率 / 二光子吸収

Research Abstract

15年度は,自己組織化によるスペシャルペア二量体構造を固定化するために,アリル基のメタセシス反応を利用する方法を開発した.これにより配位性溶媒中でも安定な組織体を得た(Bull. Chem. Soc. Jpn.).自己組織化後にこの方法を用いて,ビスイミダゾリルポルフィリン亜鉛錯体を構成単位とするアンテナ大環状ポルフィリン組織体が,構成単位の自己組織化により目的の六量体と五量体環状構造に収束することを証明した(Org. Lett.).3つのスペシャルペアポルフィリン亜鉛錯体とフリーベースポルフィリンを配位組織化させたシステムが脂質二分子膜中で,効率よいエネルギー移動反応を起こすことを示した(Tetrahedron Lett.).
金電極基板上にはんだ分子を利用してイミダゾリルポルフィリンを固定し,電子受容体であるイミドを置換したイミダゾリルポルフィリン亜鉛錯体を再組織化させることにより,スペシャルペア-電子授与体:電荷分離反応中心構造の形成に成功した.電荷分離反応中心系を用いることにより、光電流効率の飛躍的な向上が観測された(Chem. Commun.).
イミダゾリルポルフィリン亜鉛錯体の配位組織化により得られたポルフィリン組織体の超高速レーザー分光法による発展研究から,ビスアセチレンをスペーサーとするポルフィリン組織体は非常に大きな二光子吸収断面積を有することを見出した(J. Am. Chem. Soc.).またイミダゾリルポルフィリン亜鉛錯体の自己組織化をポルフィリンの4つのメソ位にイミダゾリルポルフィリンを配した五量体で行うことによりシート状ポルフィリン組織体を得た(Lett. Org. Chem.).

Research Products

• [Publications] A.Ohashi, A.Satake, Y.Kobuke: "Covalent Linking of Coordination-Organized Slipped Cofacial Porphyrin Dimers"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 77・2. 365-374 (2004)
• [Publications] C.Ikeda, A.Satake, Y.Kobuke: "Proofs of Macrocyclization of Gable-Porphyrins as Mimics of Photosynthetic Light-Harvesting Complexes"Org.Lett.. 5・26. 4935-4938 (2003)
• [Publications] H.Ozeki, Y.Kobuke: "Incorporation of a Photosynthetic Supramolecular Complex by Using Imidazolyl Zn Porphyrin Dimers in Bilayer Lipid Membrane"Tetrahedron Lett.. 44・11. 2287-2291 (2003)
• [Publications] A.Nomoto, H.Mitsuoka, H.Ozeki, Y.Kobuke: "Porphyrin Hetero-dimer as Charge Separating System for Photocurrent Generation"Chem.Commun.. 9. 1074-1075 (2003)
• [Publications] K.Ogawa, A.Ohashi, Y.Kobuke, K.Kamada, K.Ohta: "Strong Two-photon Absorption of Self-assembled Butadiyne-linked Bisporphyrin"J.Am.Chem.Soc.. 125・44. 13356-13357 (2003)
• [Publications] S.Morikawa, C.Ikeda, K.Ogawa, Y.Kobuke: "Two-dimensional Porphyrin Array Assembled by Self-coordination"Lett.Org.Chem.. 1・1. 6-11 (2004)
• [Publications] Y.Kobuke, K.Ogawa: "Porphyrin Supramolecules Toward Artificial Photosynthesis and Molecular Photonic/Electronic Materials"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76・4. 689-708 (2003)
• [Publications] K.Ogawa, Y.Kobuke: "Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology"Amer.Scientific Pub.. 30 (2003)