エクステンデッド・ポルフィリン・J・アグレガートの積み重ねを共性有機フレームワークに強制する
Niklas Keller1, Mona Calik1, Dmitry Sharapa2
1Department of Chemistry and Center for NanoScience (CeNS) , University of Munich (LMU) , Butenandtstrasse 5-13 , 81377 Munich , Germany.
Journal of the American Chemical Society
|November 6, 2018
まとめ
コヴァレント有機フレームワーク (COF) は,ポルフィリンJ-アグレガットを強化した光採集を可能にします. この画期的な発見は 光触媒,太陽エネルギー,そして 生物医学における新たな可能性をもたらします
科学分野:
- 材料科学
- 超分子化学
- 有機化学
背景:
- コヴァレント有機フレームワーク (COF) は,様々な用途のために調節可能な多孔性材料を提供します.
- ポルフィーリンは電気活性物質に不可欠ですが,COFではパッキングに問題があります.
- 非平面のポルフィリン構造と静電相互作用は結晶の組み立てを妨げます.
研究 の 目的:
- 特定の線形ブリッジを持つイミン結合COFを合成し,特徴づけること.
- これらの新しいポルフィリン基COFの構造と光学的性質を調査する.
- COFの枠組みの中でポルフィリンJ集積物の形成を調査する.
主な方法:
- 様々なジカルボックスアルデヒドを用いたポルフィリンを含むイミン結合COFの合成
- 結晶構造を決定するX線微分分析.
- 構造解明のための密度機能理論 (DFT) の計算.
- 静止状態と時間解像度の光学スペクトロスコーピーは,光学特性を研究します.
主要な成果:
- チエノ[3,2-b]チオフェン-2,5-ディカルボックスアルデヒドブリッジによるポルフィリン基COFの合成に成功した.
- ポルフィリン対称性の喪失と滑落したJ-アグリゲートスタックの形成を明らかにする結晶構造の解明.
- レッドシフトのQ帯と吸収の強化による50 nm以上のPorphyrin J-aggregateの観測
- コヴァラントで埋め込まれたポルフィリンJ集積物のテンプレートとしてのCOFの実証.
結論:
- ポルフィリンベースのCOFは,拡張されたポルフィリンJ-アグレガートの形成をテンプレートすることができます.
- この戦略は,結晶のフレームワークでポルフィリン包装の課題を克服します.
- これらのCOFは光触媒,太陽光採集,および生物医学的な用途に有望である.
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