合成クロロフィル類縁体の自己集積化

合成叶绿素类似物的自组装

基本信息

批准号：
11133264
负责人：
民秋均
金额：
$ 1.28万
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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

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目的とし、この目的を達成するために、本年度はクロロフィル類縁体の新規単量体と会合体の物性の検討も行った。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。この原料のクロリン骨格のメソ位に、ハロゲン基やトリフルオロメチル基を位置選択的に導入した。この新規化合物は無置換体に比して、分光学的挙動がことなり、自己集積能にも差が見られた。合成アンテナ系と同様に、合成クロロフィル類の自己会合体が、光収穫とエネルギー供与体として機能していることが、可視吸収/蛍光発光/蛍光励起スペクトルから判明し、エネルギー移動媒体として優れていることが示された。このような自己会合体を、カーボンペースト電極上に修飾し、支持電解質水溶液中で電極に光照射すると、カソード電流が観測され、色素皮膜型湿式太陽電池が調整できた。光応答のアクションスペクトルから、自己会合体から酸素への光電子移動反応によってカソード光電流を生じていることが判明した。クロロフィル単量体をカーボンペースト電極に修飾したものより、自己会合体を用いた場合の方が、大きな光電流が観測され、合成クロロフィル類の自己会合体が、(天然では見られない)電子移動媒体としても優れていることが示された。

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，可以使用自然生产的叶绿素作为起始材料开发，通过有机化学修饰周围区域（功能组转换），同时保留此相对稳定的氯素骨架。为了实现这一目标，我们还研究了新单体的物理特性和叶绿素类似物的关联。具体的研究结果如下：分离并从螺旋藻（一种类型的蓝细菌）中提取叶绿素-A，并将其用作起始材料，合成了叶绿素类似物。将卤素基团或三氟甲基组定位到该原料的氯蛋白骨架的中位置。与未构成的化合物相比，这种新型化合物在光谱行为上有所不同，并且观察到了自组装能力的差异。与合成天线系统相似，从可见的吸收吸收/荧光发射/荧光激发光谱中揭示了自我相关的合成叶绿素作为光收集和能量供体的作用，这表明它们作为能量传递介质非常出色。当将这种自组装在碳糊电极上修饰，并将电极照射到水载体支撑电解质溶液中时，观察到阴极电流，从而使染料涂层的湿太阳能电池进行调整。光响应的作用光谱表明，通过光电转移反应从自我相关的身体到氧气产生了阴极光电。当使用自求解时，观察到较大的光电流，而不是将叶绿素单体修改为碳糊电极时，这表明合成叶绿素的自求依次也优于电子传递培养基（在自然界中看不到）。