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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Novel porphyrinoids with hybrid characters of porpyrins and heteroles

Research Project

Project/Area Number 18K14198
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

東野 智洋  京都大学, 工学研究科, 助教 (90711804)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywordsポルフィリン / ホスホール / リン / チオフェン
Outline of Annual Research Achievements

π共役分子はπ電子系による多様な性質を発現しうるため、近年ますます注目を集めている。その中でもポルフィリンとヘテロールは、どちらも機能性材料の開発において中心的な骨格として注目されているが、これらを組み合わせた系を構築する、という研究はほとんど検討されてこなかった。そこで本研究では、ポルフィリンとヘテロールを組み合わせ、双方の物性をあわせ持つ化合物の創製とその物性の解明を目的とし、検討を行った。
まず、アルキニルポルフィリンに対する[2+2+1]付加環化反応により、新規ホスホール縮環ポルフィリンの合成に成功した。この分子は、ホスホール骨格がもつリン原子の酸化状態を変化させることにより、分子全体の性質を変化させることができるだけでなく、ホスホールに由来する高い電子受容性を持ち、ポルフィリンとホスホールの特徴を兼ね備えていることを明らかにした。加えて、新規チオフェン縮環ポルフィリンを合成にも成功し、チオフェンのドナー性を活用することで、色素増感太陽電池における高効率色素となることも見出した。特に、チオフェン縮環ポルフィリン色素は、現在世界最高のエネルギー変換効率を達成している色素に匹敵する太陽電池性能を実現し、ポルフィリン色素を用いた色素増感太陽電池のさらなる性能向上に繋がる結果と言える。
また、過去に報告している、チオフェンとホスホール両方の特徴を兼ね備えているチオフェン縮環ホスホールに、電子供与性・求引性置換基を適切な位置に導入することで、チオフェンあるいはホスホールとしての性質をコントロールすることに成功した。

  • Research Products

    (21 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Effect of Ligand Structures of Copper Redox Shuttles on Photovoltaic Performance of Dye-Sensitized Solar Cells2020

    • Author(s)
      Higashino Tomohiro、Iiyama Hitomi、Nimura Shimpei、Kurumisawa Yuma、Imahori Hiroshi
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 59 Pages: 452~459

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b02740

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modulation of Frontier Molecular Orbitals on Dithieno[3,4-b:3′,4′-d]phosphole Derivatives by Donor-π-Acceptor Interaction2020

    • Author(s)
      Higashino Tomohiro、Ishida Keiichi、Imahori Hiroshi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 49 Pages: 272~275

    • DOI

      10.1246/cl.190879

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of meso-diarylamino group of porphyrins on optical and electrochemical properties2020

    • Author(s)
      Higashino Tomohiro、Fujimori Yamato、Nishimura Issei、Imahori Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      Volume: 24 Pages: 67~74

    • DOI

      10.1142/S1088424619500652

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Renaissance of Fused Porphyrins: Substituted Methylene-Bridged Thiophene-Fused Strategy for High-Performance Dye-Sensitized Solar Cells2019

    • Author(s)
      Kurumisawa Yuma、Higashino Tomohiro、Nimura Shimpei、Tsuji Yukihiro、Iiyama Hitomi、Imahori Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Pages: 9910~9919

    • DOI

      10.1021/jacs.9b03302

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoconductivity in Metal?Organic Framework (MOF) Thin Films2019

    • Author(s)
      Liu Xiaojing、Kozlowska Mariana、Okkali Timur、Wagner Danny、Higashino Tomohiro、Brenner‐Weiss; Gerald、Marschner Stefan M.、Fu Zhihua、Zhang Qiang、Imahori Hiroshi、Braese Stefan、Wenzel Wolfgang、Woell Christof、Heinke Lars
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 58 Pages: 9590~9595

    • DOI

      10.1002/anie.201904475

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phosphole‐Fused Dehydropurpurins via Titanium‐Mediated [2+2+1] Cyclization Strategy2019

    • Author(s)
      Higashino Tomohiro、Nishimura Issei、Imahori Hiroshi
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 25 Pages: 13816~13823

    • DOI

      10.1002/chem.201903269

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thiazolocatechol: Electron‐Withdrawing Catechol Anchoring Group for Dye‐Sensitized Solar Cells2019

    • Author(s)
      Higashino Tomohiro、Iiyama Hitomi、Kurumisawa Yuma、Imahori Hiroshi
    • Journal Title

      ChemPhysChem

      Volume: 20 Pages: 2689~2695

    • DOI

      10.1002/cphc.201900342

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 色素増感太陽電池における銅レドックス錯体の配位子構造の効果2020

    • Author(s)
      東野智洋、飯山瞳、今堀博
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
  • [Presentation] 高い電子供与性を有するメゾアミノポルフィリンの合成2020

    • Author(s)
      西村一晟、東野智洋、藤森大和、今堀博
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
  • [Presentation] Thiophene-fused Expanded Porphyrins with π-System Switching2019

    • Author(s)
      Tomohiro Higashino, Hiroshi Imahori
    • Organizer
      The 235th ECS Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Thiophene-fused Expanded Porphyrins with π-System Switching2019

    • Author(s)
      Tomohiro Higashino, Hiroshi Imahori
    • Organizer
      18th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-18)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and Functionalization of Doubly Thiophene-fused2019

    • Author(s)
      Keiichi Ishida, Tomohiro Higashino, Hiroshi Imahori
    • Organizer
      18th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-18)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高効率色素増感太陽電池を指向したメチレン架橋チオフェン縮環ポルフィリン色素2019

    • Author(s)
      東野智洋、楜澤佑真、二村晋平、辻幸大、飯山瞳、今堀博
    • Organizer
      2019年光化学討論会
  • [Presentation] チアゾロカテコール基を吸着基とするポルフィリン色素を用いた色素増感太陽電池2019

    • Author(s)
      飯山瞳、東野智洋、今堀博
    • Organizer
      2019年光化学討論会
  • [Presentation] ABC-ABC型メゾ-メゾ結合ポルフィリンダイマーの合成2019

    • Author(s)
      東野智洋、楜澤佑真、飯山瞳、今堀博
    • Organizer
      第30回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] ホスホール縮環ポルフィリンの合成と物性2019

    • Author(s)
      西村一晟、東野智洋、今堀博
    • Organizer
      第30回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] Thiophene-fused Phosphole Derivatives as Phosphole-Thiophene Hybrid Molecules2019

    • Author(s)
      Tomohiro Higashino, Keiichi Ishida, Hiroshi Imahori
    • Organizer
      The 9th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials (EAS9))
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Synthesis and Properties of Phosphole-fused Porphyrins2019

    • Author(s)
      Issei Nishimura, Tomohiro Higashino, Hiroshi Imahori
    • Organizer
      The 9th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials (EAS9))
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] [2+2+1]付加環化反応を用いたヘテロール縮環ポルフィリンの合成2019

    • Author(s)
      東野智洋、西村一晟、今堀博
    • Organizer
      第46回 有機典型元素化学討論会
  • [Remarks] 研究室Webサイト内の研究内容紹介ページ

    • URL

      http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_05/higashino_research.html

  • [Remarks] 新規色素設計指針を開発 -世界最高の太陽光エネルギー変換効率の実現に向けて-

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2019/190613_2.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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