2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the octaethylporphyrin chromatic system with highly reversible spectral changes between visible and near-infrared regions
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26410039
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
樋口 弘行 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (00165094)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉野 惇郎 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 助教 (70553353)
林 直人 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (90281104)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ポルフィリン / ジアセチレン / 可逆的変換 / π電子 / ルイス塩基 / スペーサー / スペクトル / 拡張共役系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，外部刺激に対し安定的かつ可逆的な電子構造変換が可能な独自のポルフィリン（Por）誘導体をシステム化し，それらの構造物性相関および酸に対する応答能に基づいて，Por に特有の電子的機能性を調整および制御する手法を確立することが目的である。そして，高精度の調整制御手法を確立し，この可逆的機能変換システムを完成させ，省エネルギー型生活支援素子創出のための発展的研究に繋げることが本研究の目標である。
２８年度（本課題研究最終年度）は，上述の目標達成指針に基づき，前年度迄の成果を一層発展させるとともに研究の取り纏めを行った。Por 成分と外部刺激伝達の調整制御を担うスペーサー（Spc）成分，またプロトン化応答成分であるルイス塩基（LB）の３成分から構成される拡張共役系 Por-Spc-LB について，新規誘導体を合成し，それらの酸応答機能を精査した。その結果，酸への応答感度や可逆的安定性や色調変化の一層の向上を図ることができた。分子構造要素としては，１）共鳴エネルギーの小さな π 電子系 Spc 成分の選択，２）窒素原子上の孤立電子対が拡張共役系には関与しない LB 成分の選択，３）Por より高い塩基性を有する LB 成分の選択，４）感度および可逆的安定性には Spc と LB の組合わせが重要である，ことなどを明らかにした。
本システムは，LB へプロトン化する外部刺激（正電荷の導入）が引き金となり，その静電的影響が Spc を経由して拡張共役系末端の Por の電子物性に伝達される機構であり，これに連動する種々のスペクトル上で特異性となって現れる。また，外部刺激が除去されると元のスペクトルを再現する可逆システムの作用機構を一般化することができただけでなく，Por の種々の金属錯体や他の天然色素にも適用できるので，汎用性の高いシステムと結論できる（論文執筆中）。
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