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新規ジアザポルフィリン増感剤の合成と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16J07131
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 有機化学
研究機関新潟大学

研究代表者

大桃 理志  新潟大学, 自然科学研究科, 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 *注記
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)
キーワードジアザポルフィリン / 機能性色素材料 / 光線力学療法 / ポルフィリン / 吸収特性 / 機能性色素 / 色素増感太陽電池 / 電気化学特性
研究実績の概要

優れた光捕集能を有する5,15-ジアザポルフィリン誘導体(DAP)を、医療用増感剤として応用することを目的とし、本年度は、(i)近赤外部に強い吸収を持ち、親水性を示す誘導体の合成、(ii)得られた誘導体の構造-物性相関の解明、そして、(iii)細胞毒性の評価の三つの課題に取り組んだ。
まず、以前報告したDAPの直接アミノ化反応を利用し、ビス(4-エトキシカルボニル)フェニル基を四カ所に導入したDAP金属錯体1M (M = Pd, Cu)を合成した。続いて、アルカリ加水分解を行うことで、塩基性条件下で親水性を示す誘導体2Mの合成に成功した。
1Mは、近赤外部に強い吸収を示した。また、1Pdはトルエン中において99%の量子収率で一重項酸素を発生させること、1Cuは1Pdよりも量子収率が低くなること、および、2Mのミセル水溶液中における量子収率はトルエン中の1Mと比べて大きく低下することが分かった。過渡吸収測定によりその理由を調査した結果、1Pdと比較して1Cuは三重項寿命が大幅に短くなっていることが明らかとなった。これは銅(II)イオンの不対電子の影響によるものと考えられる。一方、1Pdと2Pdを比較すると2Pdでは酸素との反応速度が大きく低下していることがわかった。これは、2Pdはほぼミセル中に局在化しており、酸素との衝突が妨げられていることを示唆している。
なお、2Pdの量子収率は20%程度と低いものの、ゼロではないことから、実際に医療用増感剤としての応用が期待できる。そこで、2Mを取り込ませたHeLa細胞に対してレーザー照射を行い、細胞の生存比を調査したところ、2Pdにおいて顕著な細胞死が認められた。
今回の結果は、適切な置換基・中心金属を持つDAPが医療用色素として有望であることを示しており、今後、より優れた医療用色素を開発する際の有益な知見になると考えられる。

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。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effects of the Peripheral Substituents, Central Metal, and Solvent on the Photochemical and Photophysical Properties of 5,15-Diazaporphyrins2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Omomo, Ryosuke Fukuda, Tomoaki Miura, Tatsuya Murakami, Tadaaki Ikoma, and Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 84 号: 6 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1002/cplu.201900087

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct and Regioselective Amination of β-Unsubstituted 5,15-Diazaporphyrins with Amines: A Convenient Route to Near-Infrared-Responsive Diazaporphyrin Sensitizers2018

    • 著者名/発表者名
      Omomo, S.; Sugai, T.; Minoura, M.; Nakano, H.; Matano, Y.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 14 ページ: 3797-3800

    • DOI

      10.1002/anie.201800471

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unsymmetrically Substituted D-π-A Type 5,15-Diazaporphyrin Sensitizers: Synthesis and Optical and Photovoltaic Properties2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Omomo, Yukihiro Tsuji, Kenichi Sugiura, Tomohiro Higashino, Haruyuki Nakano, Hiroshi Imahori, and Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 695-704

    • DOI

      10.1002/cplu.201700051

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アミンによる直接アミノ化を利用した3,7,13,17-テトラアミノ-5,15-ジアザポルフィリンの合成2017

    • 著者名/発表者名
      大桃理志、須貝拓馬、中野晴之、俣野善博
    • 学会等名
      基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 色素増感太陽電池への展開を志向したドナー=アクセプター型ジアザポルフィリン誘導体の合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      大桃理志
    • 学会等名
      第7回グリーンケミストリー研究シンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 3,7,10,13,17,20-ヘキサアリール-5,15-ジアザポルフィリン誘導体の合成と応用2016

    • 著者名/発表者名
      大桃理志、杉浦顕一、東野智洋、今堀 博、俣野善博
    • 学会等名
      第72回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      新潟薬科大学
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高いCT性を持つドナー=アクセプター型ジアザポルフィリン誘導体の合成と応用2016

    • 著者名/発表者名
      大桃理志、杉浦顕一、東野智洋、今堀 博、中野晴之、俣野善博
    • 学会等名
      第27回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Properties of β-Aryl-5,15-diazaporphyrin Derivatives with Large Charge Transfer Character2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Omomo, Kenichi Sugiura, Tomohiro Higashino, Hiroshi Imahori, Yoshihiro Matano
    • 学会等名
      International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
    • 発表場所
      南京、中国
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高い光捕集能を有するジアザポルフィリン誘導体の合成と色素増感太陽電池への利用2016

    • 著者名/発表者名
      大桃理志、杉浦顕一、東野智洋、今堀 博、俣野善博
    • 学会等名
      第40回有機電子移動化学討論会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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