ポルフィリン多量体による分子連鎖配列系の構築と連鎖型光化学反応

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11223205
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 大須賀 篤弘 京都大学, 理学研究科, 教授 (80127886)
• 研究分担者: 新森 英之 京都大学, 理学研究科, 助手 (40311740)
• キーワード: 励起エネルギー移動 / 光合成モデル / ポルフィリン多量体 / メゾーメゾ結合ポルフィリン / 単分散巨大分子 / 低エネルギー電子吸収 / 分子ワイヤー / ポルフィリンシート

研究概要

1)メゾーメゾ結合ポルフィリンアレーをエネルギードナーとし、メゾエチニルポルフィリンをエネルギーアクセプターとする分子を合成した。ドナー側のポルフィリンの数を、1、2、3、6と変化させたところ、分子内励起エネルギー移動の速度が低下した。これらの結果は住の理論で定性的に理解できることがわかった。
2)ストラップで架橋したメゾーメゾ結合ポルフィリン2量体の吸収スペクトルが二面画の変化に伴い、系統的に変化すし、4つのSoret-bandが現れることを見い出した。
3)メゾーメゾ結合ポルフィリンの更なる伸長反応を検討したところ、純粋に単離下256量体の反応により、ついに1024量体の合成、単離に成功した。単分散有機分子として、世界最大最長の分子の誕生である。
4)5,10-ジアリール置換亜鉛ポルフィリンや銅ポルフィリンをDDQとSc(OTf)_2の組み合わせで酸化することにより、二次元にπ電子系が広がった共役ポルフィリンシートの合成に成功した。亜鉛ポルフィリンからは、メゾーメゾ結合とベーターベータ結合を持つ対称性の高いシートが得られ、一方、銅ポルフィリンからはメゾーベータ結合を持つポルフィリンシートが得られた。

研究成果

• [文献書誌] H.S.Cho: "Energy Transfer Processes in Phenylene-and Directly-linked Porphyrin Dimers"J. Phys. Chem. A.. 105. 4200-4210 (2001)
• [文献書誌] C.-K.Min: "Transient Absorption Anisotropy Study of Ultrafast Energy Transfer in Porphyrin Monomer, Its Direct meso-meso Coupled Dimer and Trimer"J. Chem. Phys.. 114. 6750-6758 (2001)
• [文献書誌] A.Nakano: "Intramolecular Energy Transfer in S_1 and S_2-states of Porphyrin Trimers"J. Phys. Chem.. 105. 4822-4833 (2001)
• [文献書誌] A.Nakano: "Modified Windmill Porphyrin Arrays : Coupled Light-Harvesting and Charge Separation, Conformational Relaxation, and S_2-S_2 Energy Transfer"Chem. Eur. J.. 7. 3134-3151 (2001)
• [文献書誌] A.Tsuda: "Fully Conjugated Porphyrin Tapes with Electronic Absorption Bands that Reach into Infrared"Science. 293. 79-83 (2001)
• [文献書誌] A.Tsuda: "Syntheses, Structural Characterizations, and Optical and Electrochemical Properties of Directly Fused Diporphyrins"J. Am. Chem. Soc.. 123. 10304-10321 (2001)