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PHOTOCHARGE SEPARATION USING SUPERMOLECULAR COMPLEX OF π-ELECTRON SYSTEM EXPANDED VIOLOGEN DERIVATIVE AND PORPHYRIN commons

Patent code P110003316
File No. A121P280
Posted date Jun 20, 2011
Application number P2004-068247
Publication number P2005-255603A
Patent number P4201339
Date of filing Mar 10, 2004
Date of publication of application Sep 22, 2005
Date of registration Oct 17, 2008
Inventor
  • (In Japanese)福住 俊一
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title PHOTOCHARGE SEPARATION USING SUPERMOLECULAR COMPLEX OF π-ELECTRON SYSTEM EXPANDED VIOLOGEN DERIVATIVE AND PORPHYRIN commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide highly efficient long life charge separation by using a supermolecular complex utilizing π-π interaction.
SOLUTION: The supramolecular complex is formed by π-π interaction between expanded viologen and porphyrin, wherein the expanded viologen is obtained by combining a heteroaryl with a heteroaryl through a connecting group having a π-electron conjugated system. By investigating photoelectron transfer reaction, electron transfer from a singlet excited state to the extended viologen is caused in the supermolecular complex and very long life charge separation longer than 1 msec is obtained.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来、人工光合成反応中心分子として、電子供与体分子と電子受容体分子を共有結合で連結したものが周知であった。例えば、J.Phys.Chem.A 2002,106,3243-3252(非特許文献1)は、ポルフィリンとフラーレンとを共有結合で連結させた化合物を開示する。



しかし、電子供与体分子(ドナー)と電子受容体分子(アクセプター)を共有結合で連結した化合物は、合成が煩雑であることからさらに複雑な系に拡張することは困難であった。



一方、非共有結合を利用して電子供与体分子と電子受容体分子との間に超分子錯体を形成させて人工光合成反応中心として機能させる試みは数多くされてきた。金属-リガンド配位、水素結合のような非共有結合を使用する超分子形成は、共有結合の使用と比較すると、生物学的光合成反応中心モデル系を構築するための単純であるがよりエレガントな方法として近年ますます注目を集めている。



しかし、これらの材料では電荷分離状態を長時間維持することができないという欠点があり、電荷分離状態を長時間維持することが可能な、人工光合成反応中心として使用できる材料が求められていた。



他方、弱いπ-π相互作用については、その相互作用の弱さのために、ドナー・アクセプター連結分子としての充分な性能が得られないであろうと考えられており、弱いπ-π相互作用を用いた超分子錯体は研究されていなかった。
【非特許文献1】
J.Phys.Chem.A 2002,106,3243-3252

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、パイ電子系拡張ビオローゲンとポルフィリンとの超分子錯体に関する。また、本発明はその超分子錯体を用いる光電荷分離方法に関する。本発明の超分子錯体は、人口光合成反応中心分子として有用である。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
拡張ビオローゲンとポルフィリンとにより形成される超分子錯体であって、該拡張ビオローゲンが、以下の式V-1~V-6のいずれかから選択され
【化2】
 


式中、R1およびR2は独立して水素または炭素数1~20のアルキルであり、
nは2または3であ
ここで、該ポルフィリンが以下のP-1~P-4から選択される、
【化3】
 


超分子錯体。

【請求項2】
 
請求項1に記載の超分子錯体であって、前記拡張ビオローゲンが式V-2で示される、超分子錯体。

【請求項3】
 
請求項1に記載の超分子錯体であって、前記R1およびR2がC6H13である、超分子錯体。

【請求項4】
 
請求項1に記載の超分子錯体を合成する方法であって、前記拡張ビオローゲンと前記ポルフィリンとを溶媒中で混合する工程を包含する、方法。

【請求項5】
 
請求項4に記載の方法であって、前記溶媒がベンゾニトリルである、方法。

【請求項6】
 
請求項1に記載の超分子錯体からなる人工光合成反応中心用材料。

【請求項7】
 
請求項1に記載の超分子錯体と、白金触媒とを含む、水素発生光触媒。

【請求項8】
 
水素を合成する方法であって、請求項1に記載の超分子錯体と白金触媒とを含む水素発生光触媒の存在下で、水に光を照射する工程を包含する、方法。

【請求項9】
 
光を電流に変換するための素子であって、導電性基材上に積層された超分子錯体を有し、該超分子錯体が、請求項1に記載された超分子錯体である、素子。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Creation and Functions of New Molecules and Molecular Assemblies AREA
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