疎水的環境場を持つ分子集合系と生体高分子を利用した光化学反応制御

使用具有疏水环境场和生物聚合物的分子组装系统控制光化学反应

• 批准号: 14050018
• 负责人: 新井 達郎
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14050018/
• 关键词: 光エネルギー; 水素移動; 電子移動; 水素結合; 異性化; 励起状態; 蛍光; ラジカル

光エネルギーの利用に向けて、光エネルギーの伝達やその機能の発現が有効に行われる必要がある。その場合精巧に構築された超分子システムが必要で、これらの持つ、物理的特性を理論的かつ多角的に明らかにする必要がある.本研究では、疎水的環境場を利用した光化学反応制御を展開させた。1)分子間の4重水素結合を活用して高効率なエネルギー移動系や電子移動系を構築した。例えば、ピレン環を連結した4重水素結合系では極めて低い濃度でエキシマーの生成が確認された。また、非常に低濃度でも水素結合を介して、ドナー・アクセプターを近接させることにより、励起エネルギー移動や光誘起電荷移動を起こさせることができた。2)界面光化学反応への展開として、いくつかのデンドリマーの合成と光応答性を検討した。特に、ポリフェニレン置換デンドリマーや水溶性可逆応答性デンドリマーを合成し、単分子ミセルとしての活用、油水界面の機能の光制御、光機能性ナノ分子としての応用を検討した。例えば、水溶性のデンドリマーは現在3世代まで合成し、光反応性や蛍光挙動を検討した。1世代は塩基性水溶液中でシス体とトランス体相互に光異性化を起こしたが、2世代になると光定常状態で99%シス体を与え、3世代ではほぼ100%のシス体を与え、顕著なデンドリマー効果が観測された。3)フラビン類は生体の電子伝達系において補酵素として働き、その電子移動反応は、生体環境場に関連するモデル系となるため、磁場効果アクションスペクトルを用いて、ラジカル対の構造及びダイナミクスを検討した。すなわち、励起三重項状態と電子移動反応により生成するビラジカルとの間に行き来が存在し、それは、溶媒からのプロトン付加により誘起されることを明らかにした。

Light エ ネ ル ギ ー に の using to け て, light エ ネ ル ギ ー の 伝 da や そ の function の 発 が now have a sharper line に わ れ る necessary が あ る. そ の occasions choiceness に build さ れ た supramolecular シ ス テ ム が で, necessary こ れ ら の hold つ, physical characteristics を theory か つ polygonal に Ming ら か に す る necessary が あ る. In this study, the environmental field of で 疎 and 疎 water を was investigated by using the を た photochemical reaction 応 control を. 1) Intermolecular <s:1> 4-water combination を makes full use of <s:1> て high-efficiency なエネ なエネ ギ <s:1> mobile system や electronic mobile system を to construct <s:1> た. Example え ば, ピ レ ン ring を link し た 4 heavy water element combination is で は め extremely low て い concentration で エ キ シ マ ー の generated が confirm さ れ た. ま た, very に low concentration で も water element combination を interface し て, ド ナ ー · ア ク セ プ タ ー を nearly meet さ せ る こ と に よ り, excitation エ ネ ル ギ ー mobile や light induced charge mobile を こ さ せ る こ と が で き た. 2) interface photochemical anti 応 へ の expand と し て, い く つ か の デ ン ド リ マ ー の synthetic と light 応 a sexual を beg し 検 た. に, ポ リ フ ェ ニ レ ン replacement デ ン ド リ マ ー や water-soluble reversible 応 a sexual デ ン ド リ マ ー し を synthesis, molecular ミ 単 セ ル と し て の function of use, the oil-water interface の の optical system, optical functional ナ ノ molecular と し て の 応 with を beg し 検 た. Example え ば, water-soluble の デ ン ド リ マ ー は now 3 generation ま で synthetic し, light anti 応 や 蛍 挙 dynamic light を beg し 検 た. 1 generation は salt in the basic solution で シ ス body と ト ラ ン に light each other members of the opposite sex change を ス bodies こ し た が, 2 generation に な る と light steady state で 99% シ ス を and え, 3 generation で は ほ ぼ 100% の シ を ス body with え, 顕 な デ ン ド リ マ ー unseen fruit が 観 measuring さ れ た. 3) フ ラ ビ ン class は raw body の electronics 伝 da に お い て repair enzyme と し て 働 き, そ の electronic mobile anti 応 は, born body environment field に masato even す る モ デ ル department と な る た め, magnetic field working fruit ア ク シ ョ ン ス ペ ク ト ル を with い て, ラ ジ カ ル の structures and seaborne び ダ イ ナ ミ ク ス を beg し 検 た. す な わ ち and wound up the triple state と electronic mobile anti 応 に よ り generated す る ビ ラ ジ カ ル と の き に line between が し, そ れ は, solvent か ら の プ ロ ト ン plus に よ り induced さ れ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Tatsuo Arai: "Synthesis and photochemical properties of polyphenylene dendrimers with photoreactive stilbene core"Tetrahedron Lett.. 43. 5265-5268 (2002)

Tatsuo Arai：“具有光反应性二苯乙烯核的聚苯撑树枝状聚合物的合成和光化学性质”Tetrahedron Lett.. 43. 5265-5268 (2002)

Tatsuo Arai: "Photoisomerization of stilbene dendrimer : the need of a volume conserving isomerization mechanism"Photochem. Photobiol.. 76. 596-605 (2002)

Tatsuo Arai：“二苯乙烯树枝状聚合物的光异构化：需要体积守恒异构化机制”Photochem。

Tatsuo Arai: "Photoinduced intramolecular hydrogen atom in 2-(2-hydroxyphenyl)benzoxazole and 2-(2-hydroxyphenyl)benzothiazole studied by laser flash photolysis"J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2. 1296-1301 (2002)

Tatsuo Arai：“通过激光闪光光解研究 2-(2-羟基苯基)苯并恶唑和 2-(2-羟基苯基)苯并噻唑中的光诱导分子内氢原子”J。

Tatsuo Arai: "Structure and kinetics of the intermediate biradicals generated from inramolecular reaction of FAD studied by an action spectrum of the magnetic field effect"Chem. Phys. Lett.. 362. 123-129 (2002)

Tatsuo Arai：“通过磁场效应的作用谱研究 FAD 分子内反应生成的中间双自由基的结构和动力学”Chem.

Tatsuo Arai: "Macnetic field effect on electron transfer reaction of flavin derivatives associated with micelles"Appl. Magn. Reson.. 23. 309-318 (2003)

Tatsuo Arai：“磁场效应对黄素衍生物与胶束的电子转移反应的影响”Appl。