フタロシアニンを用いた新規π電子分子の創製

2009 年度 実績報告書

• 研究領域: 高次π空間の創発と機能開発
• 研究課題/領域番号: 20108007
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小林 長夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60124575)
• 研究分担者: 福田 貴光 東北大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40344741) ; 清水 宗治 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (70431492)
• キーワード: フタロシアニン / 環拡大 / 合成 / π系 / 物性 / 分光学 / 多量体

研究概要

研究計画で示した(1)のフタロシアニン(Pc)骨格に種々の摂動を加えた類縁体の合成及び物性研究では、Pc骨格のイソインドールユニットを6員環あるいは7員環構造を有するアザフェナレンやジベンゾアゼピン骨格に置き換えた新規類縁体の合成に成功し、X線結晶構造解析でそれらの構造を明らかにした。これらの分子は環内部の6員環や7員環による構造変化に起因して、大きく平面から歪んだ構造を取っていたが、Pc特有の電子構造は維持しており、それぞれ構造に特徴的な電子構造を有していることを磁気円偏光二色性(MCD)スペクトル及び理論計算により明らかにした。研究計画で示した(2)のPc多量体の合成及び空間制御による相互作用の解明では、ビフェニルで連結したPc二量体の合成に成功し、色素間の相互作用により大きく吸収特性が変化することを見出した。またキラルなビフェニルユニットを有する原料から合成することで、光学活性を有するPc二量体の合成にも成功し、符号の異なるCDスペクトルをそれぞれの異性体で観測した。またケイ素Pcとケイ素ナフタロシアニン(Nc)のμ-oxoヘテロ二量体の合成も行い、結晶構造解析に成功した。溶液状態では溶媒によって取り得る構造が異なりPcとNcの相互作用が変化するために、クロロホルム中とトルエン中で形状の異なる吸収スペクトルが得られた。次年度はビフェニル連結Pc二量体と併せて、これらの二量体の電子構造、色素間の相互作用について、MCDスペクトル及び理論計算で詳細を明らかにしていく。

研究成果

• [雑誌論文] Tuning the Physico-Electrochemical Properties of Novel Cobalt(II)Octa[(3,5-biscarboxylate)-phenyl]Phthalocyanine Complex Using Phenylamine-Functionalized SWCNTs (2010)
  • 著者名/発表者名: B.O.Agboola, K.I.Ozoemena, T.Nyokong, T.Fukuda, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Carbon 48 ページ: 763-773
  • 査読あり
• [雑誌論文] Re-examination of the emission properties of alkoxy- and thioalkyl-substituted phthalocyanines (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Mack, N.Kobayashi, M.J.Stillman
  • 雑誌名: J.InorgBio. 104 ページ: 310-317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Periodic Replacement of the Heteroatom on ther Structure and Spectroscopic Properties of Indole and Benzofuran Derivatives (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Muranaka, S.Yasuike, C.-Y.Liu, J.Kurita, N.Kakusawa, T.Tsuchiya, M.Okuda, N.Kobayashi, Y.Matsumoto, K.Yoshida, D.Hashizume, M.Uchiyama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A. 113 ページ: 464-473
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of the Perimeter Model to the Assignment of the Electronic Absorption Spectra of Gold(III)Hexaphrins with[4n+2]and[4n]π-Electron Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Muranaka, O.Matsushita, K.Yoshida, S.Mori, M.Suzuki, T.Furuyama, M.Uchiyama, A.Osuka, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 15 ページ: 3744-3751
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Spectroscopic and Electrochemical Studies of Pyrazine or Pyridine Ring-Fused Tetraazachlorins, Bacteriochlorins, and Isobacteriochlorins (2009)
  • 著者名/発表者名: E.A.Makarova, T.Fukuda, E.V.Dzyuina, H.Kaneko, N.Hashimoto, Y.Kikukawa, N.Kobayashi, E.A.Lukyanets
  • 雑誌名: Inorg.Chem 48 ページ: 164-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroabsorption Spectra of Directly Linked Tribenzotetraazachlorin-Fullerene Conjugates Having Either Electron Donating or Withdrawing Substituents in a Polymer Film (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Fukuda, S.Masuda, N.Ohta, M.Wahadoszamen, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Dalton ページ: 6089-6091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of peripheral fused ring substitution on the optical spectroscopy and electronic structure of metal phthalocyanine complexes (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Chidawanyika, J.Mack, S.Shimizu, N.Kobayashi, T.Nyokong
  • 雑誌名: J.Porphyrins Phthalocyanines 113 ページ: 1053-1062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Structures, and Optical and Electrochemical Properties of Benzoporphycenes (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Kuzuhara, J.Mack, H.Yamada, T.Okujima, N.Ono, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Chem.Eur.J 15 ページ: 10060-10069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phthalocyanine-C60 Fused Conjugates Exhibiting Molecular Orbital Interactions Depending on the Solvent Polarity (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Fukuda, N.Hashimoto, Y.Araki, M.E.El-Khouly, O.Ito, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Chem.Asian.J 4 ページ: 1678-1686
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal(Co, Fe)Tribenzotetraazachlorin-Fullerene Conjugates : Impact of Direct π-Bonding on the Redox Behavior and Oxygen Reduction Reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: K.I.Ozoemena, S.A.Maruru, T.Fukuda, N.Kobayashi, T.Nyokong
  • 雑誌名: Electrochemistry Commun 11 ページ: 1221-1225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cation-Induced Molecular Orbital Modulations and Supramolecular Formation of a 15-Crown-5-Substituted Tribenzotetraazachlorin-C60 Conjugate (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Fukuda, I.Sugita, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Chem.Commun ページ: 3449-3451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axial Ligand Exchange Reacations of meso-Aryl Subporphyrins-Axially Fluoro-Substituted Subporphyrin and μ-oxo Dimer and Trimer of Subporphyrins (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Shimizu, A.Matsuda, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Inorg.Chem 48 ページ: 7885-7890
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically Active Oxo(phthalocyaninato)vanadium(IV) with Geometric Asymmetry : Synthesis and Correlation between the Circular Dichroism Sign and Conformation (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Kobayashi, F.Narita, K.Ishii A.Muranaka
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 15 ページ: 10173-10181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative Study of Spectroscopic Properties of a and b-Butoxy-Substituted Tribenzotetraazachlorin-Fllerene Conjugates (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Fukuda, H.Kaneko, N.Kobayashi
  • 雑誌名: J.Porrphyrins Phthalocyanines 13 ページ: 999-1005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mixed(Phthalocyaninato)(Porphyrinato)Rare Earth Double-Decker Complexes with C_4-Chirality : Synthesis, Optical Resolution, and Absolute Configuration Assignment (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Zhou, Y.Zhang, H.Wang, J.Jiang, Y.Bian, A.Muranaka, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 48 ページ: 8925-8933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axial Ligand Exchange Reactions of meso-Aryl Subporphyrins-Axially Fluoro-Substituted Subporphyrin and a mu-Oxo Dimer and Trimer of Subporphyrins (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Shimizu
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 48 ページ: 7885-7890
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Peripheral Substitution on the Electronic Absorption and Magnetic Circular Dichroism Spectra of Metal-Free Azo-Coupled Bisphthalocyanine (2009)
  • 著者名/発表者名: U.Salan, N.Kobayashi, O.Bekaroglu
  • 雑誌名: Tet.Lett 50 ページ: 6775-6778
  • 査読あり
• [学会発表] キラルなサブナフタロシアニンの構造と物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三浦瑛貴、清水宗治、Samson Khene, Tebello Nyokong, 小林長夫
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] カルバフタロシアニンの合成と性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉田一平、福田貴光、小林長夫
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会(2010)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] アザフェナレン骨格を有した新規フタロシアニン類縁体の合成と物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 朱華
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] 7員環構造を有する新規フタロシアニンの合成と物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 植村薫
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] プロペラ構造を有するビフェニル連結型フタロシアニンダイマーの合成と構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高石詩織、福田貴光、小林長夫
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] MCD測定による1,2-ジヒドロ-1,2-アザポリンの電子構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊川悠・福田貴光・Marwitz Adam J.V.・Liu Shih-Yhan・小林長夫
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] Synthesis and Properties of Novel Phthalocyanine Analogues Bearing Six and Seven Membered Rings in the Core (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水宗治
  • 学会等名: The 2nd Asian Conference of Coordination Chemistry
  • 発表場所: 中国・南京
  • 年月日: 2009-11-03
• [学会発表] 多環芳香族構造を有した新規フタロシアニン類縁体の合成と物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水宗治
  • 学会等名: 第20回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 群馬
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] ビフェニルユニットを介して連結したフタロシアニンダイマーの合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高石詩織、福田貴光、小林長夫
  • 学会等名: 第20回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 群馬
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] ベンザイン反応を利用した新規フタロシアニンフラーレン複合体の合成と性質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菊川悠、高石詩織、福田貴光、小林長夫
  • 学会等名: 第59回錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] ケイ素フタロシアニン類縁体を用いたμ-oxo二量体の合成と性質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 男庭一輝、福田貴光、小林長夫
  • 学会等名: 錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] カルバフタロシアニンの合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉田一平、福田貴光、小林長夫
  • 学会等名: 第59回錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 環中心に七員構造を有した新規フタロシアニンの合成と物性(poster) (2009)
  • 著者名/発表者名: 朱華、清水宗治、小林長夫
  • 学会等名: 第59回錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 新規ナフタロシアニン-フラーレン複合体の合成と性質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋本直明、福田貴光、小林長夫
  • 学会等名: 第59回錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Azaphenalene Phthalocyanines-Their Synthesis and Properties.(poster) (2009)
  • 著者名/発表者名: 朱華、清水宗治、小林長夫
  • 学会等名: 13th International Symposium on Novel Aromatic Compounds(ISNA-13)
  • 発表場所: ルクセンブルク大公国、ルクセンブルク
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] Chiral Subnaphthalocyanines (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水宗治
  • 学会等名: 13th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
  • 発表場所: Luxemburg, ルクセンブルク大公国
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Synthesis and Properties of New Type of Phthalocyanine-Fullerene Conjugates Connected Directly via the Four-Membered Ring (2009)
  • 著者名/発表者名: 菊川悠、福田貴光、小林長夫
  • 学会等名: 13th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
  • 発表場所: ルクセンブルク大公国、ルクセンブルク
  • 年月日: 2009-07-20