合成クロロフイル類緑体の自己集積化

合成叶绿素质体的自组装

• 批准号: 10146252
• 负责人: 民秋 均
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10146252/
• 关键词: クロロフィル; ホルミル基; Grignard反応; 自己会合; 超分子

天然産のクロロフィル類を原料として、この比較的安定なクロリン骨格を保持しつつ周辺部位を有機化学的に修飾(官能基変換)することで、発展性のある多彩な構造を持つ拡張共役電子系の開発を行うことを研究の目的とし、この目的を達成するために、本年度は(1)クロロフィル類縁体の新規合成に重点を置き、あわせて(2)合成クロロフィル類の自己集積も検討を行った。具体的な研究成果は以下の通りである。ラン藻の一種であるスピルリナからクロロフィル-aを、ホウレンソウからクロロフィル-bを単離抽出し、これらを出発原料として、クロロフィル類縁体の合成を行った。これらの原料のクロリン骨格に、反応性に富んでおり官能基変換に適しているホルミル基を直接導入した(3、7、8位)。この合成したホルミル基を有するクロリン化合物は、分子内にエステル及びケト型のカルボニル基が存在しているが、選択的にGrignard反応を行うことが可能であり、新規な化合物の合成が効率的に行えた。また、自己集積能に必要な1)水酸基:2)ケトカルボニル基:3)中心亜鉛(あるいはカドミニウム)金属を有する化合物を合成し、その自己会合体の調製を均一系(低極性有機溶媒中やミセル系)や不均一系(薄膜や結晶状態)で行った。その超分子構造は、NMR,UV-Vis,CD,FT-IR,共鳴ラマン,蛍光分光法などの分光学的手法を用いて推定した。いずれの自己会合体においても、クロリン環同志のπ-πスタッキングが、C=O・・・H-O・・・M型の結合によって規制されつつ強固になっていることが判明した。

我们研究的目的是开发一种扩展的共轭电子系统，该系统具有多种结构，可以通过自然修改周围区域（功能群转换），同时保留这种相对稳定的氯蛋白骨架，从而使用自然呈现的叶绿素作为起始材料开发它们。为了实现这一目标，今年我们将重点放在（1）上，介绍了叶绿素类似物的新合成，以及（2）对合成叶绿素的自我调整。具体的研究结果如下：从螺旋藻中分离出叶绿素-A，一种类型的蓝细菌，并从菠菜中分离叶绿素-B，并将叶绿素-B用作合成叶绿素类似物的起始材料。高度反应性且适用于功能组转化的甲基基团直接引入这些原材料的氯蛋白骨架中（位置3、7、8）。具有甲基基团的合成氯蛋白化合物具有分子中的酯和酮型羰基，但是可以选择性地进行grignard反应，从而有效地合成了新化合物。此外，合成了具有1）羟基组的化合物：2）酮苯二酮组：3）合成了自组装能力所必需的中央锌（或镉）金属，并合成了自组成的产物，并且在均质有机溶剂系统或晶体系统中（薄层）或晶体制成了自我相关的产物（在同质体系中）。使用光谱技术（例如NMR，UV-VIS，CD，FT-IR，RESONANCE RAMAN和荧光光谱法）估算超分子结构。在所有自我关联中，都发现氯蛋白环的π-π堆积是稳健的，同时受C = O ... H-O ... M型键调节。

项目成果

M.Amakawa et al.: "Self-aggregates of a Synthetic Cadmium Chlorin in Solid Film as a Photosynthetic Antenna Model" Bioorg.Med.Chem.7(印刷中). (1999)

M.Amakawa 等人：“固体薄膜中合成二氢镉的自聚集体作为光合天线模型”Bioorg.Med.Chem.7（出版中）。

H.Tamiakiet al.: "Self-aggreagaes of synthetic bacteriochlorophyll-f derivatives" Photosynthesis(Ed.by G.Garab). (印刷中). (1999)

H.Tamiakiet al.：“合成细菌叶绿素-f 衍生物的自聚集”光合作用（G.Garab 编）（出版中）。

Y.Kureishiet al.: "Photoinduced Electron Transfer from Synthetic Chlorophyll Analogue to Fullerene C_<60> on Carbon Paste Electrode. Preparation of a Novel Solar Cell" Bioelectrochem. Bioenerg.48. 95-100 (1999)

Y.Kureishiet al.：“碳糊电极上从合成叶绿素类似物到富勒烯 C_<60> 的光诱导电子转移。新型太阳能电池的制备”生物电化学。

H.Tamiakiet al.: "Self-aggreagaes of synthetic zinc 20-substituted chlorins as models for chlorosomal photosynthetic antennae" Photosynthesis(Ed.by G.Garab). (印刷中). (1999)

H.Tamiakiet 等人：“合成锌 20 取代二氢卟吩的自聚集作为叶绿体光合天线的模型”光合作用（G.Garab 编）（出版中）。