2003 Fiscal Year Annual Research Report
光エネルギーを有効利用する金属ポルフィリン錯体の電子移動反応と光水素発生反応
Project/Area Number |
03J03260
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
小久保 尚 東京工業大学, 生命理工学研究科, 特別研究員(PD)
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Keywords | 光水素発生反応 / 水溶性ポルフィリン / 光励起分子内電子移動 / 酸素ヒドロゲナーゼ / 白金コロイド |
Research Abstract |
本研究は電子供与体-光増感剤-電子伝達体-触媒の四成分の間で電子伝達を行うことで、水溶液中で光水素発生反応を行い、光励起分子内電子移動過程を明らかにすることを目的としている。これまでの所、光増感剤(ポルフィリン誘導体)と電子伝達体(ビオローゲン誘導体)をメチレン鎖で化学的に結合させたポルフィリンの合成を行ってきた。 具体的には、触媒として酵素ヒドロゲナーゼ又は白金コロイドミセルを用いることを想定して、ビオローゲン誘導体の末端を前者の場合はアミノ基に、後者の場合は長鎖アルキル基にしたものを合成した。光増感作用のあるポルフィリン部分は疎水性にして側鎖にアミノ基を導入する事によって水溶性にした。このような分子設計はポルフィリン部位と水溶性であるビオローゲン部位が水溶液中で重なり合い、光励起した電子を失活するのを防ぎ、効率的な電子移動反応が起こる事を想定している。 ポルフィリン誘導体の合成は、合成ルートを様々な方法で検討した結果、4-ブロモベンズアルデヒドを出発原料とした。4-ブロモベンズアルデヒドのアルデヒド部分をオルトギ酸エチルによって保護し、不活性ガス化にてGrignard化した。これに大過剰の1,4-ジブロモブタンを加える事によって4-(4-ブロモブチル)ベンズアルデヒドを得た。この化合物のブロモ基をアミノ基に置換するのはGabriel反応が最適であった。得られた化合物(3等量)と4-ピリジンアルデヒド(1等量)とピロール(4等量)をプロピオン酸中で還流する事によってポルフィリン誘導体を合成した。精製はカラムクロマトグラフィーによって行った。 今後、このポルフィリン誘導体のピリジン部位にビオローゲンを導入し、電子伝達体結合型のポルフィリン誘導体を合成し、水溶液中における光水素発生反応を行う予定である。併せて光励起分子内電子移動過程を明らかにする。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] T.Yamamoto, Y Honda, T.Sato, H.Kokubo: "Electrochemical behavior of poly(3-hexylthiophene). Controlling factors of electric current in electrochemical oxidation of poly(3-hexylthophene)s in a solution"Polymer. 45. 1735-1738 (2004)
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[Publications] T.Yamamoto Y Muramatsu B.-L.Lee, H.Kokubo, S.Sasaki, M.Hasegawa, T.Yagi, K.Kubota: "Preparation of New Main-Chain Type Polyanthraquinones. Chemical Reactivity, Packing Structure, Piezochiomism, Conductivity, and Liquid Crystalline and Photonic Properties of the Polymers"Chemistry of Materials. 15. 4389-4393 (2003)
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[Publications] H.Kokubo, T.Yamamoto, H.Kondo, Y Akiyama, I.Fujimura: "Purification of Head-to-Tail-Type Regioregular Poly(3-hexythiophene), HT-P3HexTh, and Investigation of the Effects of Polymer Purity on the Performance of Organic Field-Effect Transistors"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 6627-6628 (2003)
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[Publications] T.Yamamoto, M.Arai, H.Kokubo, S.Sasaki: "Copolymers of Thiophene and Thiazole. Regioregulation in Synthesis, Stacking Structure, and Optical Properties"Macromolecules. 36. 7986-7993 (2003)
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[Publications] T.Yamamoto, B.-L.Lee, H.Kokubo, H.Kishida, K.Hirota, T.Wakabavashi.H.Okainoto: "Synthesis of a New Thiophene/Quinoxaline CT-Type Copolymer with High Solubility and Its Basic Optical Properties"Macromolecular Rapid Communication. 24. 440-443 (2003)