デンドリマーの光捕集アンテナ機能:赤外線をエネルギー源とする人工光合成系の開拓

树枝状聚合物的光捕获天线功能：开发使用红外线作为能源的人工光合作用系统

• 批准号: 11750757
• 负责人: 江 東林
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750757/
• 关键词: デンドリマー; 光捕集; アンテナ; 低エネルギー光子; 光合成; エネルギー移動; 酸素活性化; ポルフィリン; *エネルギー光子

本年度では、デンドリマールテニウムポルフィリン錯体中心のルテニウム上で、赤外照射により酸素分子の活性化が触媒的に起こるという特異な現象を見いだした。一連のサイズの異なるデンドリマールテニウムポルフィリン錯体をピリジンと共存させ、系内に酸素をバブリングしながら、赤外線を照射した。その結果、サイズの大きなデンドリマールテニウムポルフィリン錯体の系では、酸素添加反応が起こり、触媒的にピリジンオキシドを与えました。これに対して、サイズの小さなデンドリマールテニウムポルフィリンを用いた場合、ピリジンオキシドの生成は全く観察されなかった。また、基質として、ジメチルスルファイドを用いた場合も、上述と同じ現象が観察された。詳しい検討から、サイズの大きなデンドリマールテニウムポルフィリンは赤外線捕集アンテナとして機能し、吸収した赤外線エネルギーをコアに送り込み、化学反応を引き起こすということが分かった。これは、今まで全く利用されることのなかった赤外線を用いた分子状酸素活性化のアプローチであり、新しいタイプの人工光合成と言える。

今年，我们发现了一种独特的现象，即氧分子在钌上的红外照射下被催化激活，钌是树枝状大分子钌卟啉络合物的中心。一系列不同大小的树枝状卟啉络合物与吡啶共存，在向体系中鼓入氧气的同时，照射红外线。结果，在大树枝状卟啉络合物体系中发生氧加成反应，催化生成氧化吡啶。另一方面，当使用小尺寸的树枝状钇卟啉时，没有观察到氧化吡啶的产生。此外，当使用二甲基硫醚作为底物时，观察到与上述相同的现象。进一步的研究表明，大型树枝状卟啉充当红外收集天线，将吸收的红外能量传输到核心并引发化学反应。这是一种以前从未使用过的利用红外线激活分子氧的方法，堪称一种新型的人工光合作用。

项目成果

Takuzo Aida,Dong-Lin Tiang: "The Porphyrin Hand book"Academic Press (chapter23). 16 (2000)

会田卓三、田东林：《卟啉手册》学术出版社（第23章）。

Dong-Lin Jiang,Takazo Aido: "Dendritic Polywer-A New Macromolecular Architecture Based on the Dendritic States"John Wiley Sci Publisher (on chapter). 10 (2001)

蒋东林、相户贵三：《树枝状聚合物——基于树枝状态的新型高分子结构》John Wiley Sci 出版社（上章）。