非平面性ポルフィリン錯体を基盤とするナノ構造の構築とその光機能性材料開発への展開

基于非平面卟啉配合物的纳米结构的构建及其在光功能材料开发中的应用

基本信息

批准号：
09F09049
负责人：
小島隆彦
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者らはこれまでに、サドル型の歪みを有するポルフィリンを用いて、興味深い超分子構造や、それを利用した光誘起電子移動特性などを報告してきた。本研究において申請者らは、歪んだπ共役平面を有するポルフィリンに対して、カルボキシル基などの水素結合性置換基を導入して自己集積化することにより、ポルフィリン間の相対配置を水素結合の方向性により制御するとともに、集積化構造の安定性を増大させ、光伝導特性の向上や、新しい機能性を発現させることを目的に研究を展開している。本年度は、サドル型の歪みを有するドデカフェニルポルフィリン(DPP)のメソ位のフェニル基に、1つ、4つ、8つと異なる数のカルボキシル基を導入した分子をそれぞれ合成した。DPPのジプロトン化体は、通常のポルフィリンと異なり電子アクセプターとして働くことから、この水素結合性のDPPに対して、電子ドナーとなるヒドロキノンやTTFなどの分子を加えて集積化させた。この際、ヒドロキノンなどを内包した超分子構造がX線構造解析などにおいて観測された。この集積体中においてカルボキシル基は、ポルフィリンに導入した数や位置により、分子間で相補的な水素結合を形成している場合や、溶媒と水素結合している場合などの違いが見られた。またその結果、ポルフィリンの集積構造中における、ポルフィリン間の相対位置も異なり、ドナー分子が存在する位置も異なっていた。また、それらのゲスト包接超分子結晶の固体状態におけるフェムト秒過渡吸収スペクトル測定を行い、電子移動ダイナミクスについても検討した。さらに、それらの複合超分子を用いた色素増感太陽電池を作成し、その光電変換特性について検討した。現在、水素結合サイト導入による空間配置の違いが、集積体の光伝導性に対して与える影響に関して検討を進めている。

申请人先前已经报告了使用带有马鞍型菌株的卟啉和光诱导的电子传递性能的有趣的超分子结构。在这项研究中，申请人正在进行研究，目的是通过将氢键取代基引入诸如羧基等氢键取代基，并以扭曲的π共偶联平面向卟啉，通过氢键的方向来控制卟啉之间的相对布置，从而提高集成结构的稳定性，提高光片的稳定性，并提高光面体性能，并提高功能性。在今年，我们合成了分子，其中将羧基引入苯基基团的苯基苯基位置（DPP）（DPP），该位置具有鞍型型菌株，具有不同数量的羧基，例如一个，四个和八个。与普通的卟啉不同，DPP的二偶体形式用作电子受体，因此，将氢醌和TTF等分子（例如电子供体）添加到氢键键入的DPP中以形成综合形式。目前，在X射线结构分析和其他研究中观察到了含有羟基酮等的超分子结构。在这种积累中，观察到羧基之间的差异，例如分子之间形成互补的氢键或将氢键键合到溶剂时，具体取决于引入卟啉的数量和位置。结果，卟啉在卟啉积累结构中的相对位置不同，并且存在供体分子的位置也不同。此外，在客人包含超分子晶体的固态中测量了飞秒瞬态吸收光谱，还检查了电子传递动力学。此外，制备了使用这些复合材料超分子的染料敏化太阳能电池，并检查了其光电转换特性。目前，我们正在考虑由于引入氢键位点对集成体的光电导率而导致的空间排列差异的影响。