構造が明確なナノスケールポルフィリンの合成と機能発現

结构明确的纳米级卟啉的合成和功能表达

基本信息

批准号：
12042250
负责人：
杉浦健一
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University (2001)Osaka University (2000)
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12042250/
关键词：
ポルフィリンナノサイエンスオリゴフェニレン

项目摘要

本研究では、共有結合によってのみ構築されている構造が明確な単一物質で、かつ100Å以上の分子サイズを有する分子の分子設計とその合成を行うことを計画した。具体的には、ポルフィリン分子にオリゴフェニレンが置換した分子を設計した。ポルフィリンとオリゴフェニレンは、共に拡張されたパイ電子系を有し、種々の興味深い光化学的性質を有する分子群である。これらの光化学的挙動を手掛かりとして、本研究目的を遂行することを計画した。標的化合物の合成には、(A)ポルフィリン骨格を形成した後にオリゴフェニレンを導入する方法と、(B)オリゴフェニレンが予め導入された部分構造を用いてポルフィリン骨格を形成する二方法が考えられる。ここでは、最終生成物の構造欠陥の可能性を除外するため、後者の(B)法を用いて合成を遂行した。オリゴフェニレン部分は、Suzukiカップリング反応を組み合わせて構築した。対応するアルデヒド誘導体に導いた後、酸触媒存在化、ピロールとカップリングを行うことによりポルフィリンを得た。新規ポルフィリン類の構造は、NMRやMASSスペクトルにより確認した。可視-紫外吸収スペクトルは、ポルフィリンとオリゴフェニレンとの重ね合わせに近い形状を与えた。このことより、ポルフィリン部分とオリゴフェニレン部分との電子的摂動は極めて小さいことが示唆される。酸化還元電位を測定した結果、新規ポルフィリンの値は、母体のポルフィリン、オリゴフェニレンとの重ね合わせに近い挙動を示し、上記の結果と矛盾しない。

在这项研究中，我们计划设计并合成一种结构清晰、仅由共价键构成的单一物质，以及分子大小为 100 Å 或更大的分子。具体来说，他们设计了一种卟啉分子，其中低聚亚苯基被取代。卟啉和低聚亚苯基是一组分子，它们都具有扩展的π电子系统并具有各种有趣的光化学性质。我们计划以这些光化学行为为线索来实现本研究的目的。目标化合物的合成可以考虑两种方法：(A)形成卟啉骨架后引入低聚亚苯基的方法，以及(B)利用低聚亚苯基具有的部分结构形成卟啉骨架的方法。已经提前介绍过了。这里，为了排除最终产物存在结构缺陷的可能性，采用后一种方法(B)进行合成。通过结合Suzuki偶联反应构建了低聚亚苯基部分。生成相应的醛衍生物后，在酸催化剂存在下与吡咯偶联得到卟啉。新卟啉的结构通过核磁共振和质谱得到证实。可见紫外吸收光谱给出接近卟啉和低聚亚苯基的叠加的形状。这表明卟啉部分和低聚亚苯基部分之间的电子扰动极小。氧化还原电位的测量结果表明，新卟啉的值表现出与母体卟啉和低聚亚苯基接近叠加的行为，这与上述结果一致。