一重項酸素生成剤

フタロシアニン (Pc) 光機能の一つとして、一重項酸素生成能に着目しています。一重項酸素は、光線力学的癌治療、有毒物質の光酸化、および有用化学物質合成における中間体生成などに対して有用です。

光増感剤の光励起で生成する励起三重項 (T1) 状態から酸素へのエネルギー移動により、一重項酸素は生成されます。そのため、T1状態の量子収率 (ΦT) の上昇が、一重項酸素量子収率 (ΦΔ) 向上に必須です。

一般に、スピン状態の変化を伴う ΦT を上昇させる方法の一つとして、重原子効果(重原子が持つ大きなスピン軌道相互作用)の利用が挙げられます。

重原子の代わりに、有機ラジカルとの相互作用やπ電子系対称性を低くすることで、ΦΔ を上昇できる方法論を示しました。これらの研究は、光機能分子設計における柔軟性を大きく向上しています。
また、一重項酸素を生成できる固体材料も開発しています。

関連論文

  • N. T. Hong Trang and K. Ishii
    "Photoelectrochemical Oxygen Reduction Reactions Using Phthalocyanine-Based Thin Films on an ITO Electrode "
    J. Phys. Chem. C, 122, 3539-3547 (2018).
  • K. Ishii
    “Functional singlet oxygen generators based on phthalocyanines”
    Coord. Chem. Rev., 256, 1556-1568 (2012).
  • Kazutaka Ozawa, Kazuyuki Ishii
    “Photophysical and magnetic properties of magnetic silica gel-supported silicon phthalocyanine complexes”
    Phys. Chem. Chem. Phys., 11, 1019 (2009).
  • Kazuyuki Ishii, Masahiko Shiine, Yuu Kikukawa, Nagao Kobayashi
    “Synthesis and Photophysical Properties of Silica-Gel-Supported Photofunctional (Phthalocyaninato)silicon Complexes”
    Eur. J. Inorg. Chem., 2008, 2975 (2008).
  • K Ishii, H Itoya, H Miwa, M Fujitsuka, O Ito, N Kobayashi
    “Relationship between Symmetry of Porphyrinic π-Conjugated Systems and Singlet Oxygen (1Δg) Yields: Low-Symmetry Tetraazaporphyrin Derivatives”
    J. Phys. Chem. A, 109, 5781 (2005).
  • K Ishii, S Takeuchi, S Shimizu, N Kobayashi
    “A Concept for Controlling Singlet Oxygen (1Δg) Yields Using Nitroxide Radicals:?Phthalocyaninatosilicon Covalently Linked to Nitroxide Radicals”
    J. Am. Chem. Soc., 126, 2082 (2004).