光合成色素の合成的研究

（１）センシング機能を有するクロロフィル誘導体の創製

クロロフィル-aを出発原料としてトリフルオロアセチル基を有するクロリン誘導体を合成し、アルコールやアミンの濃度に応じて色調が変化する指示薬の開発を行った。また、この色素をオプトード膜に固定化した化学センサーにより、水溶液試料中のエタノール濃度を定量することに成功した。

（２）クロロフィルオリゴマーの創製と機能発現

フラーレンを特異的に捕捉できる環状クロロフィルオリゴマーの合成や自己会合挙動を利用した色素集積体の構築を行い、得られた超分子構造について分光学的な検討を行っている。

（３）天然クロロフィル類を素材とする太陽電池用色素の創製

色素増感太陽電池への応用を目的として、カルボン酸部位を有するクロロフィル誘導体を設計・合成し、色素構造と光電変換効率の関係を調べている。また、官能基変換を駆使して近赤外領域に吸収をもつ新規色素を開発し、フラーレン類と組み合わせることにより有機薄膜太陽電池としての特性も検討している。

（４）その他

光合成細菌に含まれるバクテリオクロロフィル類についてもクロロフィル-aからの変換ルートを確立した。天然色素の生分解性に着目した環境調和型分析試薬の開発や、エネルギー問題を見据えた光合成色素ベースの太陽電池の実用化を目指している。

Chlorophyll(Chl)-a is the most abundant dye molecule in nature. Recent synthetic studies using Chl-a as a starting material include application towards sensing components in the field of analytical chemistry, sensitizers for solar cells, and construction of supramolecular structures for mimicking natural light-harvesting antennas.

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Development of artificial chromoreceptors for the selective recognition of biologically important species has attracted much attention because of their possible application to chemical sensors such as optodes. As a first example of chemosensor using a chlorophyll derivative as a main dye unit, trifluoroacetyl-chlorins were developed for alcohol/ amine detection. The new chemosensors achieved guest sensing at a longer-wavelength region with less interference from environments and impurities.

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In contrast to traditional silicon solar cells, most dye molecules applied in dye-sensitized solar cell lack lightharvesting ability in the near-infrared region. Because natural chlorophylls efficiently use a wide range of light energy, a series of chlorin derivatives applicable to electrodes have been designed and synthesized, and the relations between structural characteristics and the performance for solar cells have been studied.

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In the initial stage of photosynthesis, dye molecules represented by chlorophylls are precisely arranged to form light-harvesting antennas, which enable absorption of sunlight, migration of harvested energy, and finally energy transfer to a reaction center. As artificial mimics of such antenna systems, covalently-linked cyclic chlorophyll oligomers as well as synthetic zinc chlorins possessing self-assembling abilities have been synthesized and their structural properties have been investigated.