多スピン系集合体による電子・磁気材料の設計

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04205096
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 蒲地 幹治 大阪大学, 理学部, 教授 (40028163)
• 研究分担者: 原田 明 大阪大学, 理学部, 助手 (80127282) ; 古江 正興 大阪大学, 理学部, 講師 (30028245) ; 森島 洋太郎 大阪大学, 理学部, 助教授 (70028249)
• キーワード: 疎水発色団 / 両親媒性高分子 / 多スピー / 三重項 / リン光 / 遅延蛍光 / ポルフィリン亜鉛錯体 / 電子移動

研究概要

疎水性発色団としてポルフィリン亜鉛錯体を少量(0.1〜0.2%)含む疎水基と親水基からなる両親媒性高分子を合成した。その際、電解質モノマーには2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスホン酸、疎水性モノマーとしてはラウリル基、シクロドデシル基およびナフチル基を有するアクリルアミド誘導体を用いた。比較のため、少量の発色団を有するアクリルアミドモ合成した。
得られた高分子に420_<nn>の光を照射すると、三重項になることを三重項一三重項の吸収変化から明らかにした。その吸収の時間変化を測定し、三重項の寿命を算出したところ、DMF溶液では、何れのポリマーも3〜5_<ms>の寿命で変化がなかったが、水溶液では、疎水基を有するポリマーの場合、その寿命が10倍長くなることを見い出した。三重項寿命が著しく増大したため、燐光を測定したところ、疎水基を有するポリマーでは、通常観則されない燐光が790_<nm>に観測される上、三重項から一重項へ移った遅延蛍光も580〜700_<nm>に観測された。他の結果も考慮して、三重項の寿命が増大する原因は、ポリマー鎖に結合した疎水基がミクロドメインを作り、ポルフィリン亜鉛錯抑を疎水基がかこみ、個室化したことによると結論した。
このように三重項寿命が長くなったので、その化学反応への利用を考えた。メチルビオロゲンを電子受容体として用い、その電子移動反応を行うと、逆電子反応が抑制され、有効な電荷分離が起こることを明らかにした。この研究は、新しい光学材料設計に新たな方法を提供した。

研究成果

• [文献書誌] H.Aota,Y.Morshima,M.Kamachi: "Compartmentalization of Zinc(II)-Tetraphenyl-porphyrin in Hydrophobic Microdomain of an Amphiphilic Polyelectrolyte" Photochem.Photobiol.
• [文献書誌] M.Seki,Y.Morishima,M.Kamachi: "Compartmentalization of Complexes of Amphiphi-lic Polyanions and Doub-le Chain Cationic Surfactants." Macromolecules. 25. 6540-6546 (1992)
• [文献書誌] Y.Morishima,M.Tuji,M.Kamachi: "Photochromic Iscomerization of Azobenzene Moieties Compartmentalized in Hydrophobic Microdomains in a Microphanse Stucture." Macromolecules. 25. 4406-4410 (1992)
• [文献書誌] Y.Morishima,M.Seki,Y.Tominaga,M.Kamachi.: "Compartmentalization of Chromophores in a Molecular Composite Consist-ing of Amphiphilic Polyelectrolyte Surfactant Ion Complexes." J.Polym.Sci.Polym.Chem. 30. 2099-2108 (1992)
• [文献書誌] M.Kamachi: "Polymers for Magnetism." Polymer News. 17. 198-201 (1992)