Versatile coordination-based organization motif for porphyrins
| Project/Area Number |
21K05090
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
大月 穣 日本大学, 理工学部, 教授 (80233188)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 超分子化学 / ポルフィリン / セルフアセンブリー / 配位結合 / 自己組織化 / 亜鉛錯体 / 光捕集アンテナ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，配位結合によってポルフィリンを組織化する多様な展開が可能な自己集合様式を提案する．ポルフィリンのメソ位にテルピリジンまたはビピリジンを４つ含むポルフィリンを基本構造とする．この基本構造と金属イオンの配位結合によって，ポルフィリンが平行に並んだ二量体が形成することが予想される．構造決定の後，電子的相互作用等の特性を明らかにする．基本構造を改変し，同じ集合様式で多様な分子組織体が形成することを示す．具体的には，ポルフィリンのポリマーや，非平行の二量体，さらには，ポルフィリン分子がリング状に並んだ構造が形成するか検討する．形成した場合は，光捕集アンテナ機能を明らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，研究課題名にある「多様な展開が可能な，配位結合によるポルフィリン組織化様式の提案」を行った．非共有結合によるフェイス・トゥ・フェイス構造をしたポルフィリン二量体は，ホスト化合物や触媒への応用が期待され，注目を集めている．本研究では，メソテトラフェニルポルフィリンのフェニル基のメタ位にビピリジンを導入したポルフィリンに，亜鉛イオンを添加することによって，配位結合によって形成するフェイス・トゥ・フェイス構造をした新規ポルフィリン二量体を見出した．溶液中の構造を分光学的，プロトンNMR，質量分析によって調べた．分光学的には，共同的な二量体形成挙動が見られることを見出した．これは，最初の亜鉛イオンがポルフィリンに結合すると引き続く亜鉛イオンの結合やもう一つのポルフィリンの結合が抑制されるが，一旦二量体が形成すると，引き続く亜鉛イオンの結合は促進されるということが原因であることをモデル計算によって推定した．プロトンNMRの環電流効果を用いたシミュレーションによって，このポルフィリンと亜鉛イオンの混合物は溶液中でフェイス・トゥ・フェイス二量体構造を形成していること，亜鉛結合部位は四面体錯体を形成していることなどを明らかにした．単結晶X線構造解析も明らかにでき，溶液中で推定した構造とほぼ同じ構造をしていることを示した．この二量体はそれまで報告されている銀イオンによる二量体に比べて安定なので，ホスト化合物や触媒への応用が期待できる．さらに，この二量体の分子設計は，二量体中のポルフィリン間の距離を変化させたり，二量体構造をさらに延伸して多量体にすることが可能な，多様な展開が可能となっている．
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Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] A zinc porphyrin-amidine as a green carbon-based electron transport material for organic light emitting diodes2024
Author(s)
M. Vasilopoulou, A. Soultati, A. Verykios, M. Tsekouras, Z. Georgiopoulou, V. Vidali, G. Pistolis, D. Davazoglou, A. G. Coutsolelos, M. Ogawa, P. Skandamis, P. Argitis, J. Otsuki
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Journal Title
Applied Physics A
Volume: 130
Issue: 3
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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