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2018 年度 実績報告書

環状光捕集アンテナモデルのサイズ制御を基盤とする光合成機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K05749
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

森末 光彦  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 助教 (40403357)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードポルフィリン / 配位結合 / 超分子 / 近赤外発光 / 二重鎖形成
研究実績の概要

光合成初期過程の卓越した機能解明を目指したポルフィリン金属錯体の超分子構造体の精密構築を行った。ポルフィリン亜鉛錯体と、この軸配位子であるピリジル基とを交互配列した自己相補的な配位結合形成により二重鎖構造を構築することを利用し、本研究ではこれを構築ユニットとした環状構造の構築に取り組んだ。剛直な二重鎖構造を構築ユニットとして一次元の超分子ポリマーに拡張すると、溶液中で数マイクロメートルに及ぶ直線状の構造を構築でき、溶液中におけつ分子の形状を制御できることを見出した。またポルフィリンとこれに対する結合サイトを連結したとき、正の共同性を担保できる自己相補的な相互作用を期待できることに着目し、自己相補的なポルフィリン亜鉛錯体とBODIPYとの間でのカチオン-双極子型の相互作用により、二重鎖形成できることを見出した。一方、二重鎖形成に基づく環状構造への展開を行い合成を完了したものの、現段階において構造の妥当な評価結果を得るに至っていない。また本研究期間において、光合成の光捕集アンテナ錯体における励起子の振る舞い関する研究進展に照らして、本モデル研究で合成した構造の妥当性に厳密な意味でやや疑義が生じつつある状況となりつつあるのが現状である。ところで、これらの検討過程において合成したポルフィリンが非晶質となり、これが近赤外波長域で発光することを見出した。この際の発光挙動が、共鳴ラマン散乱との比較から分子の振動モード(フォノン)とのカップリングを示唆しており、同じく光合成の光捕集アンテナであるクロロゾームと構造的に類似のJ会合体を構築したとき、同様の励起子とフォノンとのカップリングを示唆する結果を得た。このように、当初の研究目標の結果がまだ得られていないものの、異なる構造において近赤外発光という非常に稀有な現象を見出し、ここにおいて励起子とフォノンとの興味深い相関を示唆する結果を得た。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Perfluorophenyl‐Directed Giant Porphyrin J‐Aggregates2019

    • 著者名/発表者名
      Morisue Mitsuhiko、Ueno Ikuya、Muraoka Kunihiko、Omagari Shun、Nakanishi Takayuki、Hasegawa Yasuchika、Hikima Takaaki、Sasaki Sono
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1002/chem.201901017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preferential Solvation Unveiled by Anomalous Conformational Equilibration of Porphyrin Dimers: Nucleation Growth of Solvent?Solvent Segregation2018

    • 著者名/発表者名
      Morisue Mitsuhiko、Ueno Ikuya
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 122 ページ: 5251~5259

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b02558

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fully Conjugated Porphyrin Glass: Collective Light-Harvesting Antenna for Near-Infrared Fluorescence beyond 1 μm2018

    • 著者名/発表者名
      Morisue Mitsuhiko、Omagari Shun、Ueno Ikuya、Nakanishi Takayuki、Hasegawa Yasuchika、Yamamoto Shunsuke、Matsui Jun、Sasaki Sono、Hikima Takaaki、Sakurai Shinichi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 ページ: 4466~4474

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00566

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An antiparallel double-stranded BODIPY?porphyrin dyad assembled via a self-complementary B?F?Zn interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Morisue Mitsuhiko、Nakano Shinya、Shimizu Masaki、Yumura Takashi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 ページ: 144~147

    • DOI

      10.1039/C7CC07049G

    • 査読あり
  • [学会発表] 亜鉛ポルフィリン-BODIPY連結化合物の超分子錯体形成とその発光特性2018

    • 著者名/発表者名
      中野慎也, 森末光彦, 湯村尚史, 池田憲昭
    • 学会等名
      第37回無機高分子研究討論会
  • [学会発表] Near-infrared luminescent excimer formation of porphyrin glasses2018

    • 著者名/発表者名
      森末光彦
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Porphyrin and Phthalocyanine (ICPP10)
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-infrared luminescent porphyrin glasses2018

    • 著者名/発表者名
      森末光彦
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Chromogenic Materials and Devices
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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