自己組織化ポルフィリン・フラーレン超分子の光電荷分離過程の制御

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350449
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 伊藤 攻 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30006332)
• 研究分担者: 藤塚 守 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (40282040)
• キーワード: フラーレン / ポルフィリン / 超分子 / 光誘起電荷分離 / フェトム秒過渡吸収 / ナノ秒過渡吸収 / 時間分解蛍光スペクトル

研究概要

・亜鉛ポルフィリンに対して、配位能を有するフラーレン誘導体の合成と超分子の形成を確認した。
亜鉛ポルフィリンにフラーレンを配位させるためピリジル基等をフラーレンに導入した。合成したフラーレン誘導体の亜鉛ポルフィリンヘの配位は、定常吸収スペクトルの測定にて観測できる吸収帯のシフトで確認した。
・亜鉛ポルフィリン・フラーレン超分子の光誘起電荷分離状態を解明した。
フェトム秒ならびにナノ秒過渡吸収法を用いて亜鉛ポルフィリン・フラーレン超分子の電荷分離状態を測定した。特に、フラーレンとポルフィリン間の距離および配向で電荷分離速度と電荷分離寿命がどのように変化するかを調べた。
・アンテナ部を有するポルフィリン・フラーレン超分子の合成と光誘起電荷分離状態を評価した。
アンテナ部としてフリーベースポルフィリンをフラーレン誘導体に導入した。さらに亜鉛ポルフィリンと超分子を形成することにより、高効率電荷分離状態が生成したことを確認した。フリーベースポルフィリンと亜鉛ポルフィリンの励起一重項ダイナミクスは時間分解蛍光スペクトルにより評価した。
以上から、ビリジル基を有するフラーレンを用いた自己組織化亜鉛ポルフィリン・フラーレン超分子の形成の確認と、レーザー照射にともない生成した光電荷分離過程の過渡吸収法による観測に成功した。また、アンテナ部を有する超分子では高効率の光電荷分離過程が生成することを時間分解蛍光スペクトルにより確認した。

研究成果

• [文献書誌] M.E.Zandler, P.M.Smith, M.Fujitsuka, O.Ito, F.D'Souza: "Molecular Triads Composed of Ferrocene, C_<60>, and Nitroaromatic Entities : Electrochemical, Computational, and Photochemical In vestigations"J. Org. Chem. 67(26). 9122-9129 (2002)
• [文献書誌] M.E.El-Khouly, Y.Araki, M.Fujitsuka, O.Ito: "Photoinduced Electron Transfer between Metal Octaethylporphyrins and Fullerenes (C_<60>/C_<70>) Studied by Laser Flash Photolysis : Electron-Mediating and Hole-Shifting Cycles"Phys. Chem. Chem. Phys.. 4(14). 3322-3329 (2002)
• [文献書誌] R.Kunieda, M.Fujitsuka, O.Ito, M.Ito, Y.Murata, K.Komatsu: "Photochemical and Photophysical Properties of C_<60> Dendrimers Studied by LaserFlash Photolysis"J. Phys. Chem. B. 106(29). 7193-7199 (2002)
• [文献書誌] O.Ito, Y.Sasaki, M.E.El-Khouly, Y.Araki, M.Fuji-tsuka, A.Hirao, H.Nishizawa: "Photoinduced Electron Transfer from Aromatic Aldehyde Hydrazones to TripletStates of C_<60> and C_<70> ; Electron-Mediating and Hole-Shifting Systems"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 75(6). 1247-1254 (2002)
• [文献書誌] F.D'Souza, G.R.Deviprasad, M.E.Zandler, V.T.Hoang, A.Klykov: "Electronic Interactions and Photoinduced Electron Transfer in Covalently Linked Porphyrin-C_<60>(pyridine) Diads and Supramolecular Triads Formed by Self-"J. Phys. Chem. B. 106(19). 4952-4962 (2003)