【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.23】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NM0164

利用課題名 / Title

ポルフィリン化合物の超分子組織化

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

ナノ粒子/ Nanoparticles,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

大月 穣

所属名 / Affiliation

日本大学　理工学部

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

追榮優里,植草裕翔,秋冨称李

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

服部晋也

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-014：動的光散乱光度計

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　ポルフィリンは，分子全体に共役系が広がることによる優れた可視光吸収特性、蛍光特性に加え、中心部への金属の導入が可能であり，これらを利用した機能性材料への応用が期待されている．分子組織体の構造に依存する機能も存在するため、側鎖の導入によるポルフィリン組織化に関する研究も多く行われている。本研究は機能性材料および触媒への応用を見据え、側鎖の金属イオン架橋によるポルフィリン組織体の構造の制御を目的とし、ポルフィリンの5位および15位にフェニルビスビピリジンを導入したZnPor(Phbpy₂)₂を合成した．　また，ポルフィリンに水溶性を付与することは応用上重要であり，ポリ（オリゴ）エチレングリコール（PEG）は，ポルフィリンの光学特性に影響を与えにくく，水溶性置換基として優れている．PEG化ポルフィリンは水中で凝集することが知られているが，これらの多くはメソ位にフェニル基を介してPEG鎖が導入されているポルフィリン(P-PhEGn)についての結果である（nはエチレングリコールの繰り返し数を示す）[1]．本研究では，フェニル基を除き，テトラメチレン基を介してPEG鎖を導入した新規ポルフィリン(P-C₄EGn)を合成し，その水溶性や挙動を調べた．

実験 / Experimental

　DLS及びSLS測定を大塚電子のDLS-8000HALを用いて行った．ZnPor(Phbpy₂)₂ (= Por) に銀イオンを添加した際の会合体の粒径調査を目的に，DLS測定はPor:AgOTf = 100 µM:0 µM，100 µM:100 µM，100 µM:200 µMのACN:THF=7:3溶液を，SLS測定はPor:Ag(OTf) = 1:2 [mol]の比率で混合した固体を1, 2, 3, 4 mg/mLに希釈したACN:THF=7:3溶液を使用した．　また，P-C₄EGnをTHFまたは水を用いて，10 µMに調整してDLS測定を行った．P-PhEG3は水には不溶であるため，THF溶液を測定した．

結果と考察 / Results and Discussion

　ZnPor(Phbpy₂)₂のDLSは，AgOTfを添加していない場合では散乱強度が極めて小さく，粒径を算出できず，ポルフィリンの凝集は起きていないと推測される．一方AgOTfを添加した試料では，29.2 nm及び 31.6 nmの粒径が算出され、添加後は凝集が起こることを推測した。SLSからも，粒径は，DLSの結果と近い20-40 nm付近の値が算出された．両者の結果を合わせてZnPor(Phbpy₂)₂とAgOTfの混合物は溶液中では20-40 nm の粒径の集合体となっていることが考えられる．P-C₄EGnについては， n = 2, 3, 5, 7の全てにおいて，またP-PhEG3のTHF溶液でも，DLSの散乱強度が足りず粒径の算出が不可能であった．このことから，測定した濃度ではこれらの分子は凝集体を形成していないことが考えられる．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

参考文献：V. Villari et al., Top. Curr. Chem., 2021, 379, 35.
謝辞：担当者（服部さん）に原理や測定方法について，とても丁寧で大変分かりやす説明いただきました．感謝します．

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 追榮優里，須川晃資，大月穣「メソ位にフェニル基を介さずにPEG鎖を導入した水溶性ポルフィリンの特性調査」，第14回CSJ化学フェスタ2024，2024年10月22-24日，タワーホール船堀．
2. 植草裕翔，追榮優里，大月穣「オリゴエチレングリコールを側鎖に持つポルフィリンのフェニル基の有無による吸収、凝集特性の比較」日本化学会第105回春季念会，2025年3月25日～3月29日，関西大学千里山キャンパス．
3. 秋冨称李・大月穣・須川晃資、「ビピリジン側鎖の金属架橋によるポルフィリン多量体形成の試み」第14回CSJ化学フェスタ、2024年10月22-24日、タワーホール船堀、P6-042

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件