2018 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Multifunctional Metallo-porphyrin Dyes with Discrete Different Oxidation States
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16K05700
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
石田 真敏 九州大学, 工学研究院, 助教 (60706951)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 拡張ポルフィリン / 多核金属錯体 / 近赤外光 / ラジカル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、18π電子以上の巨大なπ共役電子構造へ金属ｄ電子軌道を複合化させることで誘起される特異な光・磁気特性の発現を志向して、環拡張ポルフィリンを基盤骨格とした複核金属錯体の創製と機能開拓を行った。環状配位子の構成π電子数の自在制御と錯体構造ー物性相関の解明により、新たな近赤外色素および磁性材料への設計指針となることを目指した。
計画研究の最終年目において、基盤となる［4n+2］π電子構造を有する26πジオキソヘキサフィリン誘導体の近赤外光応答性について検討し、二核亜鉛錯体において近赤外発光絶対量子収率をΦ＝0.15％と算出した。市販のシアニン系色素であるIR-26（Φ=0.05％）と比べると相対値は大きく、また光安定性にも優れていることを見出した。特にS0-S1遷移のモル吸光係数に大きさに応じて、発光強度および光音響応答が大きくなることを明らかとした。
環周辺部位の修飾展開の一つとして、このジオキソヘキサフィリン分子の長軸側のメゾ位においてエチニル置換基を介して置換基を導入することで光学特性が大きく変調されることを見出した。以上の結果を基に、ブタジイン結合で連結されたジオキソヘキサフィリン二量体を合成し、架橋結合の回転が媒質の粘度に応答する、1000nm以上の短波赤外発光を活用した蛍光プローブ分子の開発に成功した。
以上の環状配位子の設計アプローチによる系統的な構成π電子数の制御とその固有の分光特性との相関解明のおいて重要な知見が得られた。
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