Ｎ－混乱ポルフィリンを用いた機能性ＭＯＦの合成と物性

• 研究課題/領域番号: 16J05261
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 楊 雨峰 九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: N－混乱ポルフィリン / 金属有機構造体（MOF） / ハイブリッドMOF / 金属錯体 / エネルギー移動 / 一重項酸素発生能 / ジルコニウム / 近赤外光吸収・発光 / 光触媒 / 金属有機構造体

研究実績の概要

本研究最終年度においては、前年度に合成したポルフィリン（TPP）およびN-混乱ポルフィリン（NCP）を構成素子としたハイブリッド有機金属構造体（MOF）の詳細な階層上コアシェル構造の顕微鏡解析および光励起エネルギー移動過程の分光解析、光増感一重項酸素発生能について検討を行った。
TPPおよびNCPの対応する亜鉛錯体（ZnTPPMOF）および銀錯体（AgNCPMOF）をコアおよびシェルユニットに用いた二種のハイブリッドMOF（AgNCPMOF@ZnTPPMOFおよびZnTPPMOF@AgNCPMOF）をシード結晶合成法により合成した。得られたハイブリッド金属MOFは、粉末X線回折、走査型電子顕微鏡（SEM）、透過型電子顕微鏡（TEM））解析により、金属フリーのハイブリッドMOFと同様に「ftw」トポロジーを有するキュービックな構造であることを確認した。さらにエネルギー分散X線（EDX）分析により、AgNCPMOF@ZnTPPMOFおよびZnTPPMOF@AgNCPMOFから亜鉛および銀の元素分析マッピングが得られ、各元素の分布からシード結晶合成により得られたハイブリッドMOFのコアシェル型の階層構造が示唆された。
さらに、TPPおよびNCPの近接したMOF階層構造における励起光エネルギー移動過程について定常および時間分解分光測定により検討したところ、MOF構造においてTPPとNCP色素部位を隣接して配置させることで励起子がMOF内で非局在化し、より蛍光寿命が長くなることが確認された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Hierarchical Hybrid Metal-Organic Frameworks: Tuning the Visible/Near-Infrared Optical Properties by a Combination of Porphyrin and Its Isomer Units (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Yang, M. Ishida, Y. Yasutake, S. Fukatsu, C. Fukakusa, M-a. Morikawa, T. Yamada, N. Kimizuka, H. Furuta
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 58 号: 7 ページ: 4647-4656
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b00251
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Zirconium-based Metal Organic Frameworks with N-Confused Porphyrins: Synthesis, Structures, and Optical Properties (2018)
  • 著者名/発表者名: Yufeng Yang, Ryuichi Sakashita, Kazuhisa Yamasumi, Masatoshi Ishida, Teppei Yamada、 Hiroyuki Furuta
  • 雑誌名: Chemistry Letter 巻: 46 号: 8 ページ: 1230-1232
  • DOI: 10.1246/cl.170461
  • NAID: 130005906949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissecting the chloride-nitrate anion transport assay (2017)
  • 著者名/発表者名: Yang Yufeng、Wu Xin、Busschaert Nathalie、Furuta Hiroyuki、Gale Philip A.
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 53 号: 66 ページ: 9230-9233
  • DOI: 10.1039/c7cc04912a
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Organometallic Group?11 (CuIII, AgIII, AuIII) Complexes of a trans-Doubly N-Confused Porphyrin: An “Expanded Imidazole” Structural Motif (2017)
  • 著者名/発表者名: Yan Jiaying、Yang Yufeng、Ishida Masatoshi、Mori Shigeki、Zhang Bao、Feng Yaqing、Furuta Hiroyuki
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 23 号: 47 ページ: 11375-11384
  • DOI: 10.1002/chem.201701958
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Zirconium-Based Metal-Organic Frameworks Composing of Porphyrin and Its N-Confused Analogue: Synthesis and Photophysical Properties (2018)
  • 著者名/発表者名: Yufeng Yang, Masatoshi Ishida, Hiroyuki Furuta
  • 学会等名: International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
  • 国際学会
• [学会発表] ポルフィリンおよびそのN-混乱誘導体を用いたハイブリッドMOFの合成と物性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 楊雨峰、石田真敏、古田弘幸
  • 学会等名: 第7回 錯体化学若手の会 九州・沖縄支部勉強会
• [学会発表] Synthesis and Optical Properties of Hybrid Zirconium-based Metal Organic Frameworks Composing of Porphyrins and N-Confused Analogues (2018)
  • 著者名/発表者名: Yufeng Yang, Masatoshi Ishida, Hiroyuki Furuta
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Selectivity of Synthetic Transmembrane Anion Transporters (2016)
  • 著者名/発表者名: Yufeng Yang
  • 学会等名: RSC Macrocyclic and Supramolecular Chemistry Meeting
  • 発表場所: University of Edinburgh（イギリスエディンバラ）
  • 年月日: 2016-12-15
  • 国際学会