JPH10504521A - ホスホン酸化ポリピリジル化合物及びその錯体 - Google Patents

ホスホン酸化ポリピリジル化合物及びその錯体

Info

Publication number
JPH10504521A
JPH10504521A JP7528087A JP52808795A JPH10504521A JP H10504521 A JPH10504521 A JP H10504521A JP 7528087 A JP7528087 A JP 7528087A JP 52808795 A JP52808795 A JP 52808795A JP H10504521 A JPH10504521 A JP H10504521A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ligand
tio
solution
film
same
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7528087A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3783872B2 (ja
Inventor
グレッツェル,ミカエル
コール,オリバー
ケー. ナジールディン,モハマド
ペシー,ペーター
ピー. ロツィンガー,フランソワ
リュイル,ステファン
モハマド ザキールディン,シャイク
Original Assignee
エコール ポリテクニーク フェデラル ドゥ ローザンヌ(エーペーエフエル)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エコール ポリテクニーク フェデラル ドゥ ローザンヌ(エーペーエフエル) filed Critical エコール ポリテクニーク フェデラル ドゥ ローザンヌ(エーペーエフエル)
Publication of JPH10504521A publication Critical patent/JPH10504521A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3783872B2 publication Critical patent/JP3783872B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04Organic compounds
    • A61K51/0474Organic compounds complexes or complex-forming compounds, i.e. wherein a radioactive metal (e.g. 111In3+) is complexed or chelated by, e.g. a N2S2, N3S, NS3, N4 chelating group
    • A61K51/0478Organic compounds complexes or complex-forming compounds, i.e. wherein a radioactive metal (e.g. 111In3+) is complexed or chelated by, e.g. a N2S2, N3S, NS3, N4 chelating group complexes from non-cyclic ligands, e.g. EDTA, MAG3
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04Organic compounds
    • A61K51/0489Phosphates or phosphonates, e.g. bone-seeking phosphonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/0006Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table compounds of the platinum group
    • C07F15/0046Ruthenium compounds
    • C07F15/0053Ruthenium compounds without a metal-carbon linkage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/547Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/553Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07F9/576Six-membered rings
    • C07F9/58Pyridine rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00Other synthetic dyes of known constitution
    • C09B57/10Metal complexes of organic compounds not being dyes in uncomplexed form
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/344Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising ruthenium
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2123/00Preparations for testing in vivo
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2027Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2059Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

(57)【要約】 Rが水素又はC1-30アルキルであり、Xが水素、ハロゲン(好ましくはClもしくはBr)又はC1-30アルキルである、式(1)〜(3)で表される金属を含まないもしくは金属錯体の形態の化合物。

Description

【発明の詳細な説明】 ホスホン酸化ポリピリジル化合物及びその錯体 本発明は、多くの用途を有する新規ホスホン酸化ポリピリジル化合物及びその 錯体の合成に関する。例えば、この金属錯体は、種々の元素、特に遷移金属との 錯体を形成するためのリガンドとして作用する。このポリピリジル錯体のホスホ ネート基は、独特なかつ望ましい特性を有する遷移金属錯体を与える。従って、 酸化官能基、例えば酸化物の表面への錯体の特異的結合が達成される。そのよう な表面結合の形成はとても重要である。 遷移金属−ホスホン酸化ポリピリジルリガンド錯体は染料として用いられる。 ホスホネート基は所望の基材の表面における染料の固定を促進する。そのような ホスホネート改質錯体は多くの系において用いることができる。 特に重要なものは、光ガルバノ電池における増感剤としてのこの錯体の用途で ある。そのような系において、遷移金属−ホスホン酸化ポリピリジルリガンド錯 体はTiO2のような半導体酸化物にコートされる。ホスホネート基のため、酸 化物表面へのホスホン酸化ポリピリジルリガンド錯体の接着は著しく強く、可視 光の電気エネルギーへの転化に対しこの錯体を特に有効にする。 増感剤としての遷移金属−ホスホン酸化ポリピリジルリガンド錯体の適用は特 に重要であるが、このポリピリジル化合物(例えばその非金属錯体の形態)及び ホスホネート結合基を有する錯体の優れた特性が用いられる他の用途(以下に記 載する)がある。 ホスホン酸化二もしくはポリピリジル錯体は金属表面にグラフトし、その腐食 を抑制する。これは金属表面において酸化体による攻 撃から保護するキレートを形成するためである。 生体系に存在する物質、すなわち酸化カルシウムのような生体の骨格と結合を 形成する物質に対するホスホネート基の接着は、このリガンドのより広範囲な適 用を可能にする。 特に、このホスホン酸化ポリピリジルリガンドは単独でもしくは放射活性テク ネチウムのような元素との錯体形態で、腫瘍病の診断剤もしくは治療薬として、 抗癌剤として及びバイオセンサーとして用いてよい。 本発明により、金属を含まないもしくは金属錯体の形態の二もしくはポリピリ ジルホスホネートが提供される。 詳細には、下式1〜3の金属を含まないもしくは金属錯体の形態の化合物が提 供される。 (上式中、Rは水素又はC1-30アルキルであり、 Xは水素、ハロゲン(好ましくはClもしくはBr)又はC1-30アルキルであ る) 好ましくは、上記の式1〜3の化合物である少なくとも1種のリガンドを含む 金属錯体が提供される。 好ましくは、そのような金属錯体の金属は遷移金属であり、より好ましくはR u、Os、Fe、ReもしくはTc、とりわけRu(II)、Os(II)、Fe( II)、Re(I)又はTc(I)、(II)、(III)、(IV)、もしくは(V) からなる群より選ばれる。 さらに本発明により、下式4〜13の金属錯体が提供される。 [MLL'(X)2] (4) (上式中、MはRu(II)、Os(II)、Fe(II)、Re(I)又はTc(I )であり、 Lは以下に規定のLaであり、L’は以下に規定のLa、Lb、Lf、Lg、 LhもしくはLiであり、 XはNCS-、Cl-、Br-、I-、CN-、NCO-、H2O、P(R1)3、P(R1 )2を含むリガンドの群より選ばれ、R1は未置換C1-30アルキル、未置換フェニ ル、C1-4アルキル、C1-4アルコキシもしくはハロゲンで置換したフェニル、未 置換ピリジン又はビニル、1級、2級及び3級アミン、OH及びC1-30アルキル で置換したピリジンである) [ML3] (5) (上式中、Mは上記規定と同じであり、LはLaもしくはLbである) [MLL'2] (6) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 LはLaであり、 L’は以下に規定のLb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) [ML2L'] (7) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 LはLaであり、 L’は以下に規定のLb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) [ML2] (8) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 Lは以下に規定のLcもしくはLdである) [MLL'] (9) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 LはLcであり、 L’はLe〜Ljである) [MLL’X] (10) (上式中、M及びXは上記規定と同じであり、 LはLaであり、 L’はLe〜Ljである) [MLL’X] (11) (上式中、M及びXは上記規定と同じであり、 LはLcであり、 L’はLa、Lb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) [L2M{NCM’L'2CN}2] (12) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 M’はRu(II)、Os(II)、もしくはRe(I)であり、 LはLaであり、 L’はLa、Lb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) [LM{NCM’L'2CN}3] (13) (上式中、M及びM’は上記規定と同じであり、 LはLcであり、 L’はLa、Lb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) ここで上記La〜Ljは下式で表される。 リガンドLa リガンドLb リガンドLc リガンドLd リガンドLe リガンドLf リガンドLg リガンドLh リガンドLi (上式中、R’はC1-30アルキルもしくはフェニルである) リガンドLj (上式中、各Rは独立に上記規定と同じである) 本発明の一態様は、光ガルバノ電池における本発明に係る新規遷移金属錯体の 使用に関する。この錯体は二酸化チタン上にコートされ、可視光の電気エネルギ ーへの変換においてこのデバイスを有効にする。 二酸化チタンフィルム(層)はその半導電性について知られており、この特性 は光電池においてそれを有効なものとする。しかしながら、二酸化チタンは禁止 帯(バンドギャップ)の幅が大きく、スペクトルの可視領域の光を吸収しない。 太陽電池においては、太陽が放出する光の波長、すなわち300 〜2000nmにおいて 光を捕捉する光増感剤が二酸化チタンフィルムにコートされている。熱力学を考 慮すると、820nm 以下の波長の放出された光子のすべてが光増感剤に吸収された 場合に、太陽エネルギーの電気への変換が最も効率的に達成される。従って、太 陽エネルギー変換のための最適の色素は800nm 付近に吸収立ち上がりを有するべ きであり、吸収スペクトルは可視スペクトル全体をカバーするようなものである べきである。 有効な太陽光エネルギー変換の第二の要件は、光を吸収しエネルギーがリッチ な状態となった色素が、単位量子効率(unit quantum yield)で二酸化チタンフィ ルムの伝導帯に電子を放出できることである。これは、色素が好適な結合基によ り二酸化チタンの表面に結 合していることを必要とする。この結合基の機能は、色素の発色団と半導体の伝 導帯の間の電子結合を与えることである。このタイプの電子結合は色素の励起状 態と伝導帯の間の電子移動を促進するために必要である。好適な結合基はπ導電 性置換基、例えばカルボキシレート基、シアノ基、ホスフェート基又はπ導電性 を有するキレート基、例えばオキシム、ジオキシム、ヒドロキシキノリン、サリ チレート及びα−ケトエノレートである。 本発明に係る錯体により光放出された電子は、光電池を作動させた際に外部回 路に伝えられる電流を発生する。 本発明により、1以上の二酸化チタン層(好ましくは多孔質の高表面積)が設 けられた基材(好ましくはガラス板、透明ポリマーシートもしくは金属表面)上 に付着された導電性の層(好ましくは光透過性)を含み、TiO2層に光増感剤 として上記の式4〜13の金属錯体が塗布されていることを特徴とする光電池が提 供される。 さらに本発明により、 i)2つの電極、その1つは透明でありかつ少なくとも60%の可視光透過率を 有し、この2つの電極はその間に電解質を収容するレセプタクルを形成するよう に配置されており、他方の電極は光増感剤がコートされた二酸化チタンのフィル ム(好ましくは高表面積)を有している、及び ii)電池で発生した電流を通す手段 を含み、光増感剤が上記式4〜13の金属錯体であることを特徴とする光電池が提 供される。 好ましくは、本発明に係る光電池は i)二酸化チタンのフィルム(このフィルムは好ましくは0.1 〜50ミクロンの 厚さを有する)が設けられかつこのフィルムに光増感剤がコートされている導電 性の第一のプレート、及び ii)電解質の薄層により第一のプレートから隔離されている、TiO2フィル ムを有さない導電性の第二のプレート、ここで少なくとも1つのプレートの可視 光透過率は少なくとも60%である(好ましくは太陽光に対し)、 を含み、光増感剤が上記式4〜13の金属錯体であることを特徴とする。 第二のプレート(対極としても知られている)に電気触媒の薄層(好ましくは 厚さ10ミクロン以下)をコートしてもよい。この電気触媒の役割は、対極から電 解質への電子の移動を促進することである。対極の他の可能な変更は、第一のプ レート及び電解質を通過した光に対してこの対極を反射性にすることである。 さらに、ガラスプレートの外側に、TiO2層、色素及び電解質をUV光から 保護して長期間の安定性を与えるために、プラスチック、例えばポリスチレン( PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)もしくは好ましくはポリカーボ ネート(PC)をコートしてもよい。 好ましくは、電解質はレドックス系(電荷移動リレーとして作用する)を含む 。 好ましくはそのような系は、沃素/沃素溶液、フッ素/フッ素溶液、ヒドロキ ノン溶液、又は欠陥電子(ホール)を移動することのできる遷移金属錯体の溶液 を含む。電解質に存在するこの電荷移動リレーは1つの電極から他の電極へ電子 を移動させる。これは純粋な媒介として作用し、電池の操作の間化学変化を受け ない。 本発明に係る光電池の電解質は、二酸化チタン表面に設けられた色素が溶解し ないような有機溶媒に溶解されていることが好ましい。これは電池が長期間の安 定性を有するという利点を有する。 電解質用の好ましい溶媒は、限定するものではないが、水及び有 機溶媒、例えばC2-15アルコール及びこれらの混合物、不揮発性溶媒、例えば3- メチル(2- オキサゾリジノン)(NMO)、1,3-ジメチル-2- イミダゾリジノン( DMEN)、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート及びメチルピロリ ジノン、不揮発性溶媒と粘度低下溶媒、例えばアセトニトリル、エチルアセテー トもしくはテトラヒドロフランの混合物を含む。他の溶媒はジメチルスルホキシ ドもしくはジクロロエタンである。混和性であれば、上記のあらゆる混合物を用 いてもよい。 好ましくは、二酸化チタンフィルムは1より大きな粗度ファクターを有してお り、この粗度ファクターはみかけの表面積に対する真の表面積の比として規定さ れる。より好ましくは、粗度ファクターは10〜1000であり、最も好ましくは50〜 500 である。好ましくは、二酸化チタン層は2つの方法のうち1つを用いて伝導 層の表面に設けられる。1つの方法は、Stalder and Augustynski のJ.Electro chem.Soc.1979,126: 2007及び適用例Aに記載されているゾル−ゲル法である 。他の方法は、適用例B及びDに記載されているコロイド法である。 ゾル−ゲル法において、二酸化チタンの最後の3つのみ、最後の2つもしくは 最上部層のみに15重量%以下の二価もしくは3価金属がドープされることが好ま しい。しかしながら、とても薄いトップ酸化物層の形態の純粋なドープ剤を付着 させることも有利である。後者の場合、半導体−電解質接合部において電流の漏 れを防ぐブロック層が形成される。 すべてのTiO2層は適用例Aに記載のゾル−ゲル法により形成する。 好ましくは、設けられるTiO2層の数は10〜11である。好ましくは、TiO2 フィルムの全厚さは5〜50ミクロン(より好ましく は10〜20ミクロン)である。 本発明に係る電池の透明なプレートに用いられるガラスもしくはポリマープレ ートは、このプレートが好ましくは60〜99%、より好ましくは85〜95%の可視光 透過率を有するように、光透過性電気伝導層が設けられるどのような透明なガラ スもしくはポリマーであってもよい。好ましくは、この透明な導電性層は10オー ム/cm2未満、好ましくは1〜10オーム/cm2の表面抵抗を有する。好ましくは、 本発明に係る光電池に用いられる透明な導電性層は、約0.8 原子パーセントのフ ッ素がドープされた二酸化チタンより形成されており、この層は低コストソーダ 石灰フロートガラスより形成された透明な基材上に設けられている。このタイプ の導電性ガラスは、商品名TCOガラスとして旭硝子株式会社より入手できる。 この透明な導電性層はガラス基材上に設けられた、5%以下の酸化錫がドープさ れた酸化インジウムより形成してもよい。これは商品名ITOガラスとしてBalz ers より入手可能である。 光増感層は、TiO2層に以下に記載の本発明の色素を塗布することにより形 成される。 本発明に係る錯体は、導電性ガラス基材上に15〜30nmのサイズのコロイドチタ ン粒子を焼結することにより形成された、内部表面積の大きな(粗度ファクター 約1000)ナノ構造のTiO2フィルム(厚さ8〜12μm)用の電荷移動増感剤として 作用する。シス−ジチオシアナトビス(2,2'-ビピリジル-4,4'-ホスホン酸化)-ル テニウム(II)の特性が特に良好である。10μの単層がコートされたナノ構造T iO2フィルムはとても良好に可視光を捕らえ、その吸収限界値は約800nm であ る。 電流への入射光子の転化率は大きなスペクトル範囲においてほぼ定量的である 。このフィルムは光反射性対極を備えた薄層再生型太 陽電池に組み込んでもよい。 色素でカバーされたフィルムを4-t-ブチルピリジンで処理することにより開路 電圧が有効に高められる。色素の長期間安定性及び電力出力に対する温度の効果 も研究されている。初めて、簡単な分子光吸収剤をベースとするデバイスが、従 来の珪素をベースとする光電池に匹敵する転化効率を達成する。 トリス(2,2'-ビピリジル)ルテニウム(II)及びその同族体はレドックス増感 剤として研究されてきたが、ビス(2,2'-ビピリジル)ルテニウム(II)同族体の 励起状態レドックス特性についてはほとんど知られていない。これは、この化合 物の励起状態の存在時間が短すぎて同種の二分子電子移動反応をとらえることが できないからである。しかしながら、他の電荷移動法がそのような増感剤により 開始されるかもしれない。それは、その方法がとても短時間で起こるからである 。その化学的安定性及び半導性固体との界面電荷交換の容易さは別として、この 錯体が広く研究されているトリスピリジルRu(II)同族体よりもすぐれた大き な可視光収容能を有することが見出され、太陽エネルギー変換装置に有効なもの となった。 本発明は、分子もしくはイオン性物質へのホスホネートを介したリガンドの結 合が固体と同様に起こる、この化合物の使用にも関する。 適用領域は以下のとおりである。 1.分子もしくはポリマー、DNA、RNA、又は他のポリヌクレオチド。こ の用途は、核酸の光開裂もしくはサイト特異的突然変移生成を起こす遷移金属を ベースとする光活性もしくはレドックス中心を含む。 2.例えばZr4+、Ca2+、及びCu2+を含むもののようなイオン性用途。こ の用途は、腫瘍病の治療もしくは骨を兆滴とする診断 薬を含む。Zr4+単層及び多層エンジニアリングは極薄のコンデンサーもしくは 絶縁体として用いるためのZrホスホネート化合物をベースとしている。 3.例えばTiO2、ZnO、Nb25、Fe23、In23及び他の半導性 酸化物のような酸化物の使用。ホスホン酸化二及びポリピリジル化合物は、光電 池、バイオセンサー及び電気クロムデバイス(electrochromic device)に用いる ための遷移金属増感及びレドックスリレー用のリガンドとして用いられる。 最も一般的な骨格造影剤は、ジホスホネートとの99mTc錯体である。臨床上 用いられているジホスホネートリガンドのあるものは、ピロホスホネート、メチ レンジホスホネート、ヒドロキシメチレンジホスホネート、1-ヒドロキシエチリ デンジホスホネートである。これらのリガンドはテクネチウム金属と骨のカルシ ウムとの間の架橋として作用する。上記Tc金属とのリガンドを投与すると、新 たに形成された、もしくは癌になった骨の高いカルシウムターンオーバーのサイ トにおいて骨中に蓄積する。新たに形成される骨の比較的高い取り込みは骨の癌 の診断にとても有効である。臨床的に用いられるTc錯体の化学構造及び酸化状 態は完全には解明されていない。 本発明は、99mTc金属と骨カルシウムの間の架橋としてのホスホン酸化ポリ ピリジルリガンドの使用を含む。式1及び3のリガンドを使用することにより、99m Tc放射性医薬品の錯体を製造することができ、この錯体を投与するとイン ビボ(in vivo)において解離せず、放射活性を失うことなく標的とする領域に選 択的に蓄積することができる。 本発明を以下の実施例によりさらに説明する。 実施例1 2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)(式1の化合物)の製 造 0.47g の4,4'- ジブロモ-2,2'-ビピリジン(1.5mmol)(G.Maerker,F.H.Case の J.Am.Chem.Soc.1958,80,2745 に記載)、0.18g のパラジウムテトラキストリ フェニルホスフィン(0.15mmol)、0.56g の亜リン酸ジエチル(4.1mmol)及び0.42g のトリエチルアミン(4.15mmol)をアルゴンを充填した、コールドフィンガー(10 cm)及び磁気攪拌機を備えた5mlのフラスコに入れた。これを98℃の油浴上で3 時間加熱した。シリカゲルプレートのTLC(DCM:MeOH(10:1)、R f La =0.64)で反応をモニターした。これを室温に戻し、固化した混合物を8 mlのジクロロメタン:メタノール(1:1)に加え、10分間攪拌した。これを減 圧下で蒸発させ乾燥した。 残留物をシリカゲルカラム(DCM:MeOHにより勾配溶出)でクロマトグ ラフにかけ、2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)(La)を 含む画分を蒸発させ乾燥した(0.27g、53%(未反応4,4'- ジブロモ-2,2'-ビピリ ジンについて補正した))。初期の画分から未反応出発物質が回収された(0.1g) 。1 H-NMR(CDCl3):1.36(12H,t,7Hz),4.20(8H,m),7.72(2H,ddd,14Hz,5Hz,1Hz),8. 77(2H,dt,14Hz,1Hz),8.84(2H,dt,5Hz,1Hz)ppm13 C-NMR(CDCl3):16.34(d,3Jc-p=5Hz),62.79(d,3Jc-p=5Hz),122.84(d,3Jc-p=9H z),125.65(d,3Jc-p=9Hz),138.72(d,3Jc-p=186Hz),149.58(d,3Jc-p=13Hz),15 5.71(d,3Jc-p=14Hz)ppm31 P-NMR(CDCl3):15.06ppm MS(IC):m/e(rel.int.)429(M+1,44.82),428(M+,5.7),386(19.8),355(5.0),33 5(5.9),321(3.2),320(24.8),314(9.0),305(4.9),292(100),291(4.9),281 (9.3),264(4.5),248(5.3),236(13.9) ,218(8.1),217(3.2),216(8.5),211(2.6),188(14.7),176(9.5),157(10.7) ,151(3.6),147(4.3),109(8.3),98(15.5) C1826262 428.36 計算値:C50.47,H6.12,N6.54,P14.46 % 実測値:C50.67,H6.25,N6.69,P14.50 % (ジエチルピリジン-3- ホスホネートの合成:T.Hirao,T.Masunaga,Y.Ohshiro ,T.Agawa,Synthesis,1981,56) 実施例2 ジエチル-4- ブロモ-2,2'-ビピリジン-4'-ホスホネート(式2の化合物)の製 造 2.0gの4,4'- ジブロモ-2,2'-ビピリジン(6.4mmol)、0.9gのパラジウムテトラ キストリフェニルホスフィン(0.8mmol)、3.14g の亜リン酸ジエチル(23mmol)及 び2.34g のトリエチルアミン(23mmol)をアルゴンを充填した、コールドフィンガ ー(10cm)及び磁気攪拌機を備えた50mlのフラスコに入れた。これを98℃の油浴上 で3時間加熱した。シリカゲルプレートのTLC(DCM:MeOH(10:1) 、Rf La =0.73)で反応をモニターした。これを室温に戻し、固化した混合物 を23mlのメタノールに加え、10分間攪拌し、減圧下で蒸発させ乾燥した。 残留物をシリカゲルカラム(DCM:MeOHにより勾配溶出)でクロマトグ ラフにかけ、ジエチル-4- ブロモ-2,2'-ビピリジン-4'-ホスホネート(Lb)を 含む画分を蒸発させ乾燥した(0.79g 、40%)。 より極性の高い画分2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)( La)(0.97g 、44%)が白色固体として単離された。初期の画分から未反応出発 物質が回収された(0.34g、6%)。1 H-NMR(CDCl3):1.20(6H,t,7Hz),4.05(4H,m),7.32(1H,dd,5Hz,2Hz ),7.56(1H,ddd,13Hz,5Hz,2Hz),8.32(1H,d,5Hz),8.44(1Hz,DT,3Jp-H=15Hz,1.5 Hz),8.65(1Hz,DT,5Hz,1.5Hz)ppm13 C-NMR(CDCl3):16.02(d,3Jc-p=6Hz),62.39(d,2Jc-p=6Hz),122.52(d,3Jc-p=10 Hz),124.18(s),125.34(d,3Jc-p=8Hz),126.87(s),133.49(s),138.44(d,1Jc- p =187Hz),149.10(d,3Jc-p=13Hz),149.65(s),154.78(d,3Jc-p=13Hz),156.05( s)ppm31 P-NMR(CDCl3):14.82ppm MS(IC):m/e(rel.int.)373(2.5),372(9.3),371(3.3),370(M+,8.8),328(20.9) ,326(20.0),299(17.5),297(17.8),264(10.4),262(16.5),237(12.3),236( 100),235(23.2),234(98.9),208(9.4),127(6.8) C14162BrO3P 371.17 計算値:C45.30,H4.34,Br21.53,N7.55,P8.34% 実測値:C45.35,H4.38,Br21.41,N7.61,P8.39% 実施例3 ジエチル-2,2':6,2"- テルピリジン-4- ホスホネート(式3の化合物)の製造 2.55g の4'- ブロモ-2,2':6,2"- テルピリジン(8.2mmol)、0.6gのパラジウム テトラキストリフェニルホスフィン(0.5mmol)、1.9gの亜リン酸ジエチル(2.04g, 15mmol)及び1.52g のトリエチルアミン(2.1ml,15mmol)をアルゴンを充填した、 コールドフィンガー(19cm)及び磁気攪拌機を備えた50mlの丸底フラスコに入れた 。これを95℃の油浴上で3時間加熱し、室温に戻した。固化した混合物を25mlの メタノールに加え、シリカゲルカラム(DCM:MeOHにより勾配溶出)でク ロマトグラフにかけた。ジエチル-2,2':6,2"- テルピリジン-4'-ホスホネートを 含む画分を蒸発させ乾燥した(1.7g)。 初期の画分から未反応出発物質が回収された(0.57g、72.3%(未反応4'- ブロ モ-2,2'6' 、2"- テルピリジンについて補正した))。 mp:140 ℃/152 ℃(エタノール)1 H-NMR(CDCl3):1.35(6H,t,7Hz),4.21(4H,m),7.30(2H,ddd,7.5Hz,5Hz,2Hz),7. 82(2H,dt,8Hz,2Hz),8.56(2H,d,8Hz),8.68(2Hz,d,4.5Hz),8.82(2Hz,d,3Jp-H=1 4Hz)ppm13 C-NMR(CDCl3):16.29(d,3Jc-p=6Hz),62.58(d,2Jc-p=6Hz),121.11(s),122.58 (d,3Jc-p=10Hz),124.00(s),136.70(s),139.54(d,1Jc-p=186Hz),149.20(s), 155.27(d,4Jc-p=2Hz),155.79(d,4Jc-p=2Hz),155.79(d,3Jc-p=14Hz)ppm31 P-NMR(CDCl3):15.59ppm MS(El):m/e(rel.int.)370(6.8),369(M+,29.1),339(2.8),324(1.1),312(2.0) ,308(1.0),262(2.2),261(11.5),260(6.3),259(2.3),234(18.6),233(100) ,232(7.6),221(1.5),156(2.0),155(5.1),130(2.3),129(12.5),127(15.9) ,105(2.3),102(2.7),101(2.1),75(2.7) C192033P 369.36 計算値:C61.79,H5.46,N11.38,P8.39% 実測値:C61.86,H5.42,N11.27,P8.50% 実施例4 2,2':6',2"- テルピリジン-4,4',4"- トリカルボン酸(式4の化合物)の製造 ピリジン(3.7ml)中の278mg の4,4',4"-トリメチル-2,2':6'、2"- テルピリジ ン(1mmol)(P.E.Posevear,W.H.F.Sasse のJ.Het.Chem.,1971,8,483 により製 造)の溶液を5.6ml のピリジン中の2.7gのテトラブチルアンモニウム過マン ガン酸(7.5mmol)の溶液により、90℃において1時間45分かけて酸化した。これ を室温におい て濾過し、溶媒を蒸発させ乾燥し、残留物を水(2×10ml)、ベンゼン(2×10 ml)及びジクロロメタン(10ml)で連続的に処理した。残留物を水(10ml)に入れ、 エーテル(3×5ml)で抽出した。水相を蒸発させ乾燥し、さらに硝酸(70 %、 5ml)で140 ℃において、12時間ごとに硝酸を供給し(4×3ml)、酸化した。 上記温度において酸を蒸発させ乾燥した。アルカリ及び酸処理後、pH=3.5 において白色粉末が分離し、濾過し、水洗し、乾燥した(137mg)。1H- 及び13C-N MR スペクトル(D2O/NaOH中)により、この生成物は2,2':6' 、2"- テルピリジン- 4,4',4"- トリカルボン酸と4-メチル-2,2',6',2"-テルピリジン-4',4"- ジカル ボン酸の4:1混合物であった。 実施例5 a)Lが2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)である[RuL2( Cl)2]の合成 この錯体は、52.3mg(0。2mmol)のRuCl33H20及び 171.2mg(0.4mmol)の リガンド2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)を15mlのDMF 中で6時間還流することにより合成する。室温にした後、生成物を焼結したガラ スに通して濾過する。濾液を真空下で蒸発させ、1:1アセトン/ジエチルエー テル混合物により[RuL2(Cl2)]を沈澱させる。結晶を濾別し、1:1アセ トン/ジエチルエーテル混合物で2回洗浄し、次いで無水ジエチルエーテルで処 理する。真空中で乾燥後、収率は76%である。 b)Lが2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホン酸)である[RuL2C l2](式4の化合物)の合成 化合物5b)を、4NのHCl中で窒素下6時間還流することにより加水分解す る。この後、溶媒を蒸発させる。得られた固体を水に溶解し、同様に蒸発させる 。この工程を2回繰り返し、HClを完 全に除去する。 c)Lが2,2'- ビピリジン-4,4'-ジホスホン酸である[RuL2(NCS)2](式4 の化合物)の合成 遮光下で205mg(0.2mmol)の[RuL2(Cl)2]を20mlのDMFに溶解し、243m g(3mmol)のナトリウムチオシアネートを2mlの水に溶解し、これを上記溶液に加 える。次いでこの反応混合物を磁気攪拌しながら窒素雰囲気で3時間加熱還流す る。この後、反応混合物を冷却し、焼結ガラスを通して濾過する。 この濾液をロータリーエバポレーターで蒸発させ、得られた固体を水に溶解し 、濾過する。この濾液にHClO4(0.01mol)を、溶液のpHが1〜2になるまで 加える。このpHにおいて、錯体は完全に沈澱し、フラスコを冷蔵庫に12時間入 れておく。反応フラスコを室温に戻した後、得られた固体を焼結ガラス上に集め 、アセトン、次いでジエチルエーテルでよく洗浄する。この化合物を室温におい て真空下で3時間乾燥する。 実施例6 a)[RuCl2(DMSO)4](DMSO=ジメチルスルホキシド)の合成 1gの三水和三塩化ルテニウムを5mlのDMSO中で1時間還流する。この後 、アセトンを加えると黄色の沈澱が得られる。分離したこの黄色の錯体をアセト ン及びジエチルエーテルで洗浄する。収率は約80%である。 b)Lが4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリジンである[Ru(L)Cl2(DMSO)4] の合成 1当量の[RuCl2(DMSO)4]及び1当量の4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリ ジンをクロロホルム中で1時間還流する。この溶液を冷却し、ロータリーエバポ レーターで溶媒を除去する。得られた固 体をアセトンに溶解し、濾過する。この濾液にジエチルエーテルを加えると黄色 の沈澱が得られる。これをガラスフリット上に集め、エーテルで洗浄し、真空乾 燥する。 c)Lが4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリジンであり、L’が2,2'- ビピリジン-4,4'- ビス(ジエチルホスホネート)である[Ru(L)(L')(Cl)2]の合成 1当量の[RuL(Cl)2(DMSO)4](Lは4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリジ ンである)及び1当量の2,2'- ビピリジン-4,4"-ビス(ジエチルホスホネート) をジメチルホルムアミドに入れ、この混合物を遮光して3〜4時間還流する。こ の後。この反応混合物を焼結ガラスを通して濾過する。この濾液を蒸発させ、得 られた固体をアセトン/エーテルの1:1混合物で洗浄し、次いでジエチルエー テルで洗浄し、真空乾燥する。 d)Lが4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリジンであり、L’が2,2'- ビピリジン-4,4'- ジホスホン酸である[Ru(L)(L')(Cl)2]の合成 これは実施例5bと同様にして製造する。 e)Lが4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリジンであり、L’が2,2'- ビピリジン-4,4'- ビス(ジエチルホスホネート)である[Ru(L)(L')(NCS)2]の合成 これは実施例5cと同様にして製造する。 実施例7 a)Lが2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)である[RuL3 ](式5の化合物)の合成 これは、1当量のRuCl33H2O及び3当量の2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス (ジエチルホスホネート)を窒素下DMF中で5時間還流することにより製造す る。この後、ロータリーエバポレータ ーで溶媒を蒸発させ、得られた固体を4NのHCl水溶液に溶解し、6〜8時間 還流する。ロータリーエバポレーターで溶媒を蒸発させ、得られた固体を0.01m のNaOH水溶液に溶解する。希HClO4を加えてこの溶液のpHを1〜2に する。このフラスコを冷蔵庫に12時間入れておき、その後室温に戻し、沈澱を焼 結ガラス上に集め、アセトンで、次いでジエチルエーテルでよく洗浄する。この 化合物を室温において真空下で3時間乾燥する。 実施例8 a)L’がLh(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)である[RuL’2(C l)2]の合成 これは実施例5aと同様にして製造する。 b)Lが2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)であり、L’がL h(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)である[RuLL'2](式6の化合 物)の合成 これは、1当量の[RuL'2(Cl)2]及び1.5 当量の2,2'- ビピリジン-4,4' -ビス(ジエチルホスホネート)を窒素下DMF中で5時間還流することにより 製造する。この後、ロータリーエバポレーターで溶媒を蒸発させ、得られた固体 を4NのHCl水溶液に溶解し、6〜8時間還流する。ロータリーエバポレータ ーで溶媒を蒸発させ、得られた固体をエタノールジエチルエーテル混合物から再 結晶させる。この化合物を室温において真空下で3時間乾燥する。 実施例9 a)Lが2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)である[RuL2( Cl)2]の合成 これは実施例5aと同様にして製造する。 b)Lが2,2'- ビピリジン-4,4'-ビス(ジエチルホスホネート)であり、L’がL h(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)である [Ru(L)2(L')](式7の化合物)の合成 これは、1当量の[Ru(L)2(Cl)2]及び1.5 当量のLhを窒素下DMF中 で5時間還流することにより製造する。この後、ロータリーエバポレーターで溶 媒を蒸発させ、得られた固体を4NのHCl水溶液に溶解し、6〜8時間還流す る。ロータリーエバポレーターで溶媒を蒸発させ、得られた固体をNaOHの0. 01m 水溶液に溶解する。希HClO4を加えてこの溶液のpHを1〜2にする。 このフラスコを冷蔵庫に12時間入れておき、その後室温に戻し、沈澱を焼結ガラ ス上に集め、アセトンで、次いでジエチルエーテルでよく洗浄する。この化合物 を室温において真空下で3時間乾燥する。 実施例10 a)Lがジエチル-2,2':6',2"-テルピリジン-4'-ホスホネートである[RuL2](式 8の化合物)の合成 これは、1当量のRuCl33H2O及び2当量よりわずかに多いジエチル-2,2 ":6',2"-テルピリジン-4'-ホスホネートを窒素下DMF中で4時間還流すること により製造する。この後、ロータリーエバポレーターで溶媒を蒸発させ、得られ た固体をエタノールジエチルエーテル混合物より再結晶させる。この化合物を室 温において真空下で3時間乾燥する。 b)Lがジエチル-2,2':6',2"-テルピリジン-4'-ホスホン酸である[RuL2](式8 の化合物)の合成 これは、実施例5cと同様にして製造する。 実施例11 a)Lがジエチル-2,2':6',2"-テルピリジン-4'-ホスホネートである[RuL(C l)3]の合成 これは、200mg(0.77mmol)のRuCl33H2O及び284mg(0.77 mmol)のリガンドLcを窒素下エチルアルコール中で1時間還流することにより 製造する。この後、反応混合物を冷却し、得られた沈澱を焼結ガラス上に集める 。この固体をエチルアルコール、次いでジエチルエーテルでよく洗浄し、真空下 乾燥して90%以上の収率を得る。 b)Lがジエチル-2,2':6',2"-テルピリジン-4'-ホスホネートであり、L’がリガ ンドLe(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)より選ばれる[RuLL'] (式9の化合物)の合成 これは、1当量の[RuL(Cl)3](Lは4-(ビス)エチルホスホン酸化-2,2', 6',2"-テルピリジンである)及び1当量のLe(Rは水素もしくはC1-15アルキ ルである)を窒素下DMF中で3時間還流することにより製造する。この後、ロ ータリーエバポレーターで溶媒を蒸発させ、得られた固体をエタノールジエチル エーテル混合物より再結晶させる。この化合物を室温において真空下で3時間乾 燥する。 実施例12 a)Lがジエチル-2,2':6',2"-テルピリジン-4'-ホスホネートである[RuL(C l)3]の合成 これは、実施例11aと同様にして製造する。 b)Lが4-(ビス)エチルホスホン酸化-2,2',6',2"-テルピリジンであり、L’が 4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリジンである[RuLL'(Cl)]の合成 これは、200mg(0.35mmol)の実施例12a の生成物及び83mg(0.45mmol)の4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリジンを窒素下20mlのDMF中で6時間還流することにより 製造する。この後、反応混合物を冷却し、焼結ガラスを通して濾過する。ロータ リーエバポレーターによりほとんどの溶媒を蒸発させ、ジエチルエーテルの添加 により錯体を 沈澱させる。この得られた沈澱を焼結ガラス上に集め、ジエチルエーテルでよく 洗浄し、真空下乾燥する。 c)Lが4-(ビス)エチルホスホン酸化-2,2',6',2"-テルピリジンであり、L’が 4,4'- ジメチル-2,2'-ビピリジンである[RuLL'(NCS)]の合成 170mg(0.27mmol)の実施例12b の生成物を窒素下において20mlのDMFに溶解 する。この溶液にNaNCS(300mg、3,7mmol)の水溶液2mlを加える。5時間還 流後、この混合物を冷却し、焼結ガラスを通して濾過する。この溶液をロータリ ーエバポレーターにより5mlに濃縮する。この濃縮溶液にジクロロメタンを加え 、沈澱を形成する。この得られた沈澱を焼結ガラス上で冷却し、CH2Cl2で、 次いで水で洗浄し、真空下乾燥する。 実施例13 a)LがLj(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)より選ばれる[RuL( Cl)3]の合成 これは、適当な試薬を用いて、実施例11a と同様にして製造する。 b)LがLj(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)より選ばれ、L’がLa (Rはエチルである)より選ばれる[RuLL'(Cl)]の合成 これは、適当な試薬を用いて、実施例12b と同様にして製造する。 c)LがLj(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)より選ばれ、L’がLa (Rはエチルである)より選ばれる[RuLL'(NCS)]の合成 これは、適当な試薬を用いて、実施例12cと同様にして製造する。 実施例14 a)LがリガンドLa(Rはエチルである)より選ばれる[RuL2(Cl)2]の合 成 これは、適当な試薬を用いて、実施例5a と同様にして製造する。 b)LがリガンドLf(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)より選ばれる[ RuL2(Cl)2]の合成 これは、適当な試薬を用いて、実施例5a と同様にして製造する。 c)LがリガンドLf(Rは水素もしくはC1-15アルキルである)より選ばれる[ RuL2(CN)2]の合成 これは、適当な試薬を用いて、実施例5c と同様にして製造する。 d)LがリガンドLa(Rはエチルである)より選ばれ、L’がリガンドLf(R は水素もしくはC1-15アルキルである)より選ばれる[L2Ru{NCRuL'2( CN)}2]の合成 これは、1当量の実施例14a の生成物及び2.5 当量の実施例14c の生成物を窒 素下DMF中で5〜8時間還流することにより製造される。必要な錯体は、アセ トン/ジエチルエーテル混合物を添加し、溶出液としてエタノールを用いてアル ミナカラムにより精製される。 実施例15 a)Lがジエチル-2,2':6',2"-テルピリジン-4'-ホスホネートである[RuL(C l)3]の合成 これは、適当な試薬を用いて、実施例10a と同様にして製造する。 b)LがリガンドLfより選ばれる[RuL'2(CN)2]の合成 これは、適当な試薬を用いて、実施例5c と同様にして製造する。 c)Lがジエチル-2,2':6',2"-テルピリジン-4'-ホスホネートであり、L’がリガ ンドLf(Rはメチルである)より選ばれる[LRu{NCRuL'2(CN)}3 ]の合成 これは、1当量の実施例15a の生成物及び3.5 当量の実施例15b の生成物を窒 素下DMF中で5〜8時間還流することにより製造される。必要な錯体は、アセ トン/ジエチルエーテル混合物を添加し、溶出液としてエタノールを用いてアル ミナカラムにより精製される。 ホスホン酸化ポリピリジルリガンドとのルテニウムの錯体のすべては満足な元 素分析結果を与えた。 実施例におけるリガンドLa〜Ljにおいて、特に示さない限り、各Rは水素 である。 適用例A 導電性ガラス上に担持されたアルミニウムがドープされた二酸化チタンの光増 感をベースとする、図1に示す光電池を以下のようにして製造する。 10mlの無水エタノール中に21mmolの新たに蒸留したTiCl4を溶解すること により有機二酸化チタン前駆体のストック溶液を調製する。TiCl4のエタノ ール溶液は、加水分解するとTiO2を与えるチタンアルコキシドを与える。次 いで、このストック溶液を無水エタノールと共に蒸留し、2つの溶液(25mg/ml のチタン含量を有する溶液A及び50mg/ml のチタン含量を有する溶液B)を与え る。溶液BにAlCl3を加えてアルミニウム含量を1.25mg/ml として第三の溶 液(C)を調製する。表面積10cm2、少なくとも85%の可視光透過率、及び10オ ーム/cm2以下の表面抵抗を有するAsah i Inc.製の導電性ガラスシートを付着されたTiO2層用の基材として用いる。 使用前に、このガラスをアルコールで洗浄する。溶液Aの液滴を導電性ガラスの 表面上に広げ、薄いコーティングを形成する。その後、湿度を48%の水の平衡飽 和圧に保った特別のチャンバー内でこの層を28℃において30分間加水分解する。 その後、オーブンの入口で5分間プレヒートし、次いで内部で15分間加熱するこ とにより、450 ℃に保ったチューブ状のオーブン内で電極を加熱する。同様にし て3つ以上の層を形成する。その後、溶液Bを用いて5つのより厚い層を付着さ せる。第一の層には同じ方法を用いる。最後に、溶液Cを用いてアルミニウムド ーパントを含む最後の2つの層を付着させる。チューブ状オーブンにおける最後 の層の加熱は15〜30分間行う。二酸化チタンフィルムの全厚さは10〜20ミクロン である。 色素を付着させる前に、高純度の99.997%アルゴン内でフィルムを焼結処理す る。適当なジョイントを有する石英チューブより構成された水平なチューブ状オ ーブンを用いる。TiO2フィルムを有するガラスシートを挿入した後、このチ ューブを2回排気し、そしてアルゴンでパージする。次いで2.5L/hの流速のアル ゴン流のもとでこのガラスシートを500 ℃/h の温度勾配で550 ℃まで加熱し、 この温度を35分間保つ。この処理により、80〜200 の表面粗ファクターを有する アナターゼフィルムが得られる。 アルゴン流の条件下において冷却後、ガラスシートをすぐに発色団のアルコー ル溶液(もしくはアルコール/ジメチルスルホキシド混合物)に移す。用いる発 色団は実施例2の錯体である。無水エタノール中のその濃度は5×10-4Mである 。電極表面におけるヒドロキシル基の存在は染料取り込みを妨げるので、TiO2 表面のヒドロキシル化を防ぐために色素吸収前に開放空気にこのフィルムを長 時間暴露することを避ける。エタノール溶液からの発色団の吸着は30分間続けら れ、その後、ガラスシートを取り出し、無水エタノールで洗浄する。このシート 上のTiO2層は発色団コーティングのため深赤色を呈している。 0.5MのLiI及び3×10-3Mの沃素のエタノール溶液を含む従来の3電極電気 化学電池を用いてそのようなフィルムにより得られる光電流作用スペクトルを、 太陽光放出のAM1スペクトル分布と共に添付図面に示す。励起波長に対する入 射単色光子−電流転化効率(incident monochromatic photon to current conver sion efficiency 、IPCE)をプロットする。これは下式より得られた。 光電流作用スペクトルと太陽放出とのオーバーラップより、電気への太陽光の 転化効率ηは下式より計算される。 上式中、OCVは開回路電圧であり、ISCは短回路光電流密度であり、FFは 光電池のフィルファクター(fill factor)であり、Pは入射太陽光パワーである 。 式2を実験的に証明するため、陰極としてガラス基材(7)及び透明な導電性二 酸化錫層(6)を含む導電性ガラス(作用電極)上に担持された実施例1の色素(4) を有するTiO2フィルム(5)を用いて添付図面に示す光電池を組み立てた。この 電池はサンドイッチ構造であり、作用電極(4〜7)は、約20ミクロンの厚さの電解 質(3)の薄層により対電極(1、2)と隔離されている。用いる電解質は0.5 MのL iIと3×10-3Mの沃素のエタノール溶液である。電解質(3)は、電池の側面に 結合した小さな円筒形の容器(図示せず)に収容されており、 そこから毛管作用により内部に電解質が供給される。対電極はAsahi 導電性ガラ スより形成されたガラス電極(1)上に設けられた導電性二酸化錫層』を含み、作 用電極の上部に直接設置される。ヘキサクロロ白金酸塩の水溶液からの電気めっ きにより白金の単分子透明層が対電極(1、2)の導電性ガラス上に設けられる。白 金の役割は、対電極における沃素の電気化学還元を促進することである。対電極 の透明性は、前後の方向からの光の捕捉を可能にするため光電池に有利である。 AM1太陽光のかわりに適当なフィルターを取り付けた高圧キセノンランプで実 験を行う。光の強度は50〜600 ワット/m2、開回路電圧は660 〜800mV である。 開回路電圧と短回路電流の積で割った電池の最大電力出力として規定されるフィ ルファクター(fill factor)は0.7 〜0.75Vである。単結晶珪素電池は600W/m2の 入射光強度において550mV の開電圧を与え、これは50W/m2において300mV 以下に 低下した。このことは、本発明の電池が珪素太陽電池よりも高い開回路電圧を有 し、開回路電圧が珪素電池よりも光の強度に依存していないことを示している。 これは間接的な太陽光もしくは曇った天候の条件におけるそのような電池の使用 に有利である。珪素電池のフィルファクターは実施例のフィルファクターに匹敵 する。この実施例の電池の太陽光から電気への転換効率は式2から予測されるよ うに5〜6%である。 適用例B コロイド二酸化チタン粒子からの透明なTiO2フィルムを導電性ガラス基材 上に設け、焼成して透明な高多孔性半導性フィルムを形成し、適用例AのTiO2 層フィルムのかわりに用いる。 以下のようにしてチタンイソプロポキシドの加水分解により、約10nmのコロイ ド二酸化チタン粒子を製造する。 750ml の水中の0.1Mの硝酸の溶液に125ml のチタンイソプロポキ シドを攪拌しながら加える。この条件において非晶質二酸化チタンの沈澱が形成 する。これを激しく攪拌しながら約8時間、80℃に加熱し、沈澱を解凝固させ、 コロイドアナターゼの透明な溶液を形成する。この二酸化チタン粒子のアナター ゼ構造はラマン分光法により確認される。コロイド粒子を含む粘稠な液体が得ら れるまで、このゾルを室温において真空下で溶媒を除去して濃縮する。この段階 において、基材に塗布した際のフィルムのクラッキングを減少させるためにノニ オン界面活性剤、TRITON X-100(40%TiO2)を加える。 濃縮ゾルを導電性ガラス基材上にスピンコーティングすることにより二酸化チ タンフィルムを形成する。通常、増感剤の単層を形成後に優れた可視光捕捉能を 得るに十分な表面積の半導電性幕を得るために6〜10層を形成することが十分で ある。 低解像度の電子顕微鏡により3層構造の存在が確認され、最低部はガラス基材 であり、次いで厚さ0.5 ミクロンのフッ素がドープされたSnO2及び厚さ2.7 ミクロンの二酸化チタン層である。高解像度電子顕微鏡により、約16nmの平均サ イズを有する互いに結合した粒子の三次元ネットワークからなるTiO2フィル ムが明らかとなる。焼成の間十分な粒子成長が起こっている。 可視光からの電気の発生のための実施例2の電池の色素である増感剤と共に透 明なTiO2フィルムをテストする。この結果は、励起された太陽光(強度約30W /m2)のもとでの光電流を電池でなつに対しプロットして表す。 適用例C 2×9.6cm2の大きさの約10オーム/cm2の面抵抗率を有する導電性ガラス(Asah i)のシートに実施例Bで製造したコロイド二酸化チタンフィルムをコートする。 スピンコーティングにより合計7層のTiO2コロイドを付着させ、このフィル ムを各々500 ℃において 30分間焼成する。フィルムのクラッキングを避けるため、30%(w/w)のTRITON X 405界面活性剤を添加する。 二酸化チタンフィルムの最終厚さは、光学干渉パターンより測定し5ミクロン である。TiO2を付着させた後に導電性ガラスシートが透明であり、可視光及 び近赤外光を透過することに留意することが重要である。従来の分光光度計で記 録される透過スペクトルは、400 〜900nm の波長領域における可視光の60%がフ ィルムを透過することを示している。電極のUV/可視光吸収スペクトルが得られ る。これは、導電性ガラス及び厚さ5nmのTiO2フィルムによる光吸収及び散 乱のため可視光において平坦な特徴(flat feature)を示す。400nm 以下の吸収が 急速に上昇する部分はTiO2のバンドギャップ吸収によるものである。色素を コートする直前にフィルムを500 ℃において1時間焼成する。色素を有するTi O2のコーティングはガラスシートを実施例2の錯体を含むエタノール(もしく はアルコール/ジメチルスルホキシド混合物)溶液に16時間浸漬することにより 行われる。コーティング後、ガラスシートは強力な暗赤色を示す。従来のUV/可 視光分光光度計により測定した光学吸収スペクトルは500nm の付近に2を越える 吸収を示し、これはこの波長領域において99%以上の光子が二酸化チタンフィル ム上に設けられた色素に吸収されることを示している。 高濃度の色素のため多孔質フィルムが450 〜850nm のとても広いスペクトル範 囲において光子を捕捉することができることに留意することが重要である。 色素を付着させた後、ガラスシートを2つに切る(各々約9cm2)。このシー トは以下に記載の組立体において作用電極(光−陰極)となる。 透明な対電極は作用電極と同じタイプのASAHI 導電性ガラスから 形成される。この対電極にはTiO2をコートしない。そのかわりに、導電性ガ ラス上にPtの10の層を電気化学的に付着させる。対電極の透明性はPtの付着 により影響を受けず、可視光及び近赤外における透過率は60%以上である。Pt は電気触媒として作用し、対電極における電子移動媒体の還元速度を高める。ガ ラスシートの端に近い対電極の表面に2つの深さ1mm、幅1.5mm 、長さ20mmの刻 みをつける。これは電解質の受容器として機能する。 対電極を作用電極の上に直接配置してサンドイッチタイプの形状にする。受容 器に電解質を入れた後、電池をエポキシ樹脂でシールする。毛管作用により電解 質による2つの電極の間の空間の湿潤が起こる。この電解質は0.5 Mテトラプロ ピル沃化アンモニウムと0.02Mの沃素のエタノール溶液である。 こうして2つの電池を形成し、各々は9cm2の表面積を有する。その後、1つ の電池の陰極を第二の電池の正極に接続してこれらを接続する。こうして18cm2 の総表面積を有するモジュールを形成する。 適用例D コロイドTiO2粒子の粘稠な分散液を導電性ガラス基材(Asahi TCOガラス 、フッ素をドープしたSnO2、可視光透過率約85%、シート抵抗率8オーム/c m2)上に広げ、次いで空気中で30〜450 ℃(好ましくは450 ℃)に30分間加熱す ることによりナノ構造のTiO2フィルムを製造する。コロイドTiO2分散液の 2つの製造方法を用いる。 a)ゾルを濃縮する前にコロイドアナターゼ粒子を12〜18時間オートクレーブ処理 することを除き、適用例Bの方法を繰り返す。このオートクレーブ処理は230 〜 240 ℃にて行う。コロイドを導電性ガラス基材上に広げ450 ℃で焼成した後、水 性Ti(III)溶液からコロ イドTiO2フィルム上にTiO2の2〜3の単層を電気付着させ、次いで450 ℃ で再び焼成する。この処理は太陽電池の短回路光電流並びに開回路電圧を大きく 向上させることが見出された。低解像電子顕微鏡により、3層構造が確認され、 最下層はガラス基材であり、次いで厚さ0.7 μm のフッ素をドープしたSnO2 及び厚さ10μm のコロイドTiO2フィルムである。高解像電子顕微鏡により、 TiO2フィルムが約15nmの平均サイズを有する内部結合した粒子の三次元ネッ トワークから構成されていることが明らかとなった。 b)ナノ構造フィルムの第二の製造方法(方法B)は、市販のTiO2(P25,Degus sa AG,ドイツ、30%ルチルと70%アナターゼの混合物)を用いた。これはTiC l4の火炎加水分解により形成され、弱く凝集した粒子からなる。BET表面積 は55m2/gであり、約25nmの平均粒度に匹敵する。凝集体を個々の粒子に破壊する ため、粉末(12g)を磁器乳鉢内でアセチルアセトン(0.4ml)を含む少量の水(4ml )と共に粉砕し、粒子の再凝集を防ぐ。酸、塩基もしくはTiO2キレート剤の ような他の安定剤も同様に適していることが見出された。高剪断力により粉末を 粘稠なペーストに分散させた後、粉砕を続けながら水(16ml)をゆっくり加えるこ とにより希釈する。最後に、界面活性剤(0.2ml Triton(商標)X-100)を加えて基 材上へのコロイドの伸展を促進する。導電性TCOガラスを2つの平行なエッジ 上で接着テープ(厚さ約40μm)により覆い、TiO2フィルムの厚さを調節し、電 気接触用にコートされていない領域を形成する。コロイド(5μl/cm2)を導電性ガ ラスの自由端の一方に塗布し、テープで覆われたエッジ上をスライドするガラス 棒で広げる。風乾した後、電極を30〜550 ℃(好ましくは450 〜550 ℃)で空気 中で30分間焼成する。得られるフィルムの厚さは12μm であるが、コロイド 濃度もしくは接着テープの厚さを変えることにより変えることができる。 増感された光陰極としてのフィルムの特性は、TiCl4の水溶液からのTi O2のさらなる付着により改良される。2MのTiCl4のストック溶液を0℃に おいて製造し、発熱性の加水分解反応によるTiO2の沈澱を防ぐ。このストッ ク溶液は水で0.2 MのTiCl4に希釈し、電極上に塗布する(50μl/cm2)。密閉 容器内に室温で一晩放置した後、電極を蒸留水で洗浄する。色素溶液に浸漬する 直前に、30〜550 ℃(好ましくは450 〜550 ℃)で空気中で30分間焼成する。T i(III)水溶液からの電気付着と同様に、この方法はTiO2フィルム上にナノ サイズのTiO2粒子を付着させ、その活性表面積をさらに大きくする。さらに 、この処理及び上記のようなTi(III)水溶液からのTiO2の陰極付着は付着 物の不純物含量をとても低くすると考えられる。これは、TiCl4溶液を焼成 前に洗浄しないで蒸発させた場合にこの処理が影響を与えない事実により証明さ れる。Fe3+のようなTiCl4中の不純物は、TiO2に比べ酸化鉄の溶解度が 高いために酸性TiCl4溶液から加水分解により付着しない。対照的に、Ti Cl4溶液の蒸発は不純物を付着させる。P25 粉末はFe23を100ppmまで含み 、これは励起された色素の電子放出を阻害することが知られている。TiCl4 処理は、半導体−電解質接点のブロック特性及び放出効率を改良する高純度のT iO2の薄層のこの不純なコアーを覆う。 TiO2表面の色素によるコーティングは乾燥エタノール(もしくはアルコー ル/ジメチルスルホキシド混合物)中の実施例1のルテニウム錯体の3×10-4M 溶液にフィルムを約3時間浸すことにより行われる。色素コーティングは、フィ ルムのナノポア内部の周囲空気からの水蒸気の凝縮もしくはTiO2表面の再ヒ ドロキシル化 を避けるために高温アニールの直後に行われる。ポア内の水の存在は色素の注入 率を低下させる。電極は色素溶液が熱い、すなわち温度が約80℃であるうちにこ の溶液に浸漬される。色素吸収終了後、乾燥空気もしくはアルゴン流の下で電極 を溶液から引き出す。これを乾燥エタノール中で保存し又はテスト用にLiI/ LiI3アセトニトリルレドックス電解質により湿潤される。吸収された色素の 量はTiO2表面から10-4NaOHエタノール(もしくはアルコール/ジメチル スルホキシド混合物)溶液に色素を吸収し、その吸収スペクトルを測定すること により求められる。 BAS-100 電気化学アナライザー(Bioanalytical Systems,USA)を用いて5〜20 mlのカラムの電気化学セルにおける循環ボルタンメトリーを行う。ガラスカーボ ンもしくはPtディスク(テフロン中に埋封された直径3mm)作用電極及び白金 ワイヤー対電極から3つの電極の電池を構成する。対照電極はメタノール中の0. 1 LiClと接触しているカロメルからなっている。これはテスト溶液と同じ電 解質、すなわちアセトニトリルもしくはエタノール中の0.1 Mのn−テトラブチ ルアンモニウムパークロレートを含むブリッジにより作用電極室から隔離されて いる。すべての電位は水性SCE電極を意味する。 光−電気化学実験は、平坦なパイレックスウインドーを有する同じ電池を用い た。これとは別に、色素増感度TiO2フィルムは薄層サンドイッチタイプ太陽 電池に導入されている。導電性ガラス基材とこれにスパッタリングにより付着さ れた厚さ2μm のPtミラーからなる光反射性対電極が用いられる。対電極は導 電性ガラスシートに担持された色素がコートされた透明なTiO2フィルムの上 部に直接配置される。両方の電極は互いにきつく締めつけられる。電極の薄層は 毛管作用により内部の電極空間に引きつけられる。色 素がコートされたTiO2フィルムには導電性ガラス基材を通して光が照射され る。記録された転化効率は、導電性ガラス基材による光吸収及び反射による損失 について補正されていない全体的な率である。Oriel 450W Xe ランプは紫外線を 除去するためのポリカーボネートフィルター及びAM 1.5タイプ太陽放射を最小に するためのSchotte 113 干渉フィルターと共に光源として作用する。 放射スペクトルは450Wのキセノン光源を取り付けたSpex Fluorolog II で測定 する。測定された励起スペクトル及び放射スペクトルは、National Bureau of S tandard 150Wハロゲンランプによる補正ファクターを用いて波長に依存する特徴 について補正する。放射検出機は,250〜1000nmの領域で補正された放射測定が可 能なHamamatsu R2658 ホトマルチプライヤーである。すべての溶液は適当な量の 錯体を所望の溶液に溶解し、2×10-5M溶液を形成することにより製造される。 この溶液を凍結させ、吸引し、解凍する方法により脱気する。Oxford Instrumen tsクライオスタットにおいて低温測定を行う。 放射ライフタイムは、活性モードロックのNd YAGレーザーパルスにより532nm の周波数二重ラインを用いてサンプルを励起させて測定する。放射減衰はTektro nix DSA 602Aデジタル化シグナルアナライザーで測定する。このデジタル化xyデ ータはその後分析し、対数モデルに適合させる。サンプル濃度は通常1×10-4M である。光学密度はCary 5分光光度計で記録したスペクトルより求める。 適用例E 導電性ガラス基材上に付着され、焼成されて凝集した高多孔質半導電性フィル ムを与えるコロイド二酸化チタン粒子より形成された透明なTiO2フィルムの 増感をベースとする図1に示す光電池 以下のようにしてチタンイソプロポキシドの加水分解により、約 8nmのコロイド酸化チタン粒子を製造する。 125ml のチタンイソプロポキシドを750ml の水中の0.1 Mの硝酸に攪拌しなが ら加える。この条件において非晶質の二酸化チタンの沈澱が形成する。これを80 ℃に約8時間加熱し、激しく攪拌し、沈澱を解凝固し、コロイドアナターゼの透 明な溶液を形成する。加水分解により形成したプロパノールを加熱により蒸発さ せる。次いでこのコロイド溶液を230 〜240 ℃においてチタン金属もしくはテフ ロンの加圧容器内で2〜20時間、好ましくは16時間オートクレーブ処理する。沈 澱をいくらか含む得られたゾルを攪拌し、沈澱を再懸濁する。再懸濁しない沈澱 を除去したゾルを、コロイド粒子を含む粘稠な液体が得られるまで室温において 真空下で溶媒を蒸発させることにより濃縮する。この時点での通常の濃度は200g /Lである。この段階において、クラックせずに付着させる槽の厚さを高めるため にポリエチレンオキシドポリマー、例えばUnion Carbide Carbowax 20Mもしくは Triton X-405を加えてもよい。このポリマーはTiO2の30〜50重量パーセント 、好ましくは40重量パーセントの量で加えられる。 増感用の電極は以下のようにしてコロイド溶液から形成される。 適当な基材 、例えば3×6cmのAsahi Corp.製の導電性酸化錫がコートされたガラスを導電 性表面を上にして配置し、適当なスペーサー、例えば50〜100 ミクロン、好まし くは80ミクロンの厚さのプラスチックテープをはさんで端にそって重ねる。適当 な量のゾル、例えば200g/LのTiO2及び40%のCarbowax 20Mを含む150 μl の ゾルを基材の一端に沿ってピペットで流す。スペーサーに沿って端を持ち上げた ガラスの端を引くことにより基材上にゾルを広げる。こうして、スペーサー、ゾ ルの粘度、及びゾルの濃度は付着されるTiO2の量を調節する。 フィルムを広げ、乾燥するまで、好ましくはさらに20分間、室内で乾燥させる 。乾燥後、電極を400 〜500 ℃、好ましくは450 ℃で最低20分間焼成する。170 ℃以下でオートクレーブ処理したゾルの場合、40ミクロン未満のスペーサーを用 いなければならず、8〜10ミクロンの厚さのTiO2フィルムにするためにこの 工程を2回繰り返す。 10cm×10cmの電極をこの方法により加工する。ゾルはスピンコーティング及デ ィップコーティングにより基材に塗布してもよい。 次いでこの電極を通常のガラス切断法で所望の大きさに切断する。増感剤を塗 布する直前に電極を450 〜550 ℃、好ましくは500 ℃で2〜12時間、好ましくは 6時間再び焼成する。ある種の溶媒と色素の組合せに対しては、電極を5〜10回 、好ましくは7回、500 ℃において2〜6時間焼成し、各焼成の間、空気中に10 時間又は水、0.5M硝酸もしくは0.5M塩酸中に1時間浸漬して電極の表面を改質す る。使用前に酸溶液を溶解したTiO2で飽和させる。最後の焼成後、冷却直後 に電極を増感剤溶液に入れる。好ましくは、実施例1の錯体を含むエタノール( 又はアルコール/ジメチルスルホキシド混合物)溶液を準備する。増感剤によっ ては、電極が完全な色を得るのに4〜24時間必要である。この完全な色は目視に より又は色素の可視光透過スペクトルを測定することにより調べることができる 。 色素溶液から取り出した後、電極を以下のようにして光電池に組み込む。 作用電極と同じタイプのASAHI 導電性ガラスから透明な対電極を製造する。こ の対電極にはTiO2をコートしない。そのかわりに、導電性ガラス上にPtの1 0の単層を付着させる。対電極の透明性はPtの付着により影響を受けず、可視 光及び近赤外の透過率は60 %以上である。Ptは対電極における電子移動媒体の還元速度を高める電気触媒 (electrocatalyst)として作用する。 又は、対電極として薄いチタンシート(これは上記のようにPtをコートした 多孔質であってもよい)を用いてもよい。多孔質シートの場合、対電極の背部に プラスチック、ガラスもしくは金属のような不透過性材料の他のシートが必要で ある。 ガラスシートの端の近くの対電極の表面に深さ1mm、幅1.5mm 、長さ20mmの2 つの裂け目を刻むことにより電解質用の受容器を設ける。この受容器はガラスシ ートに外付けしてもよく、又は多孔質対電極の場合は対電極の背部に設けてもよ い。 対電極を作用電極の上部に直接配置し、サンドイッチタイプの形状にする。受 容器に電解質溶液を見たす。この電解質溶液は好ましくは85重量%エチレンカー ボネート、15重量%プロピレンカーボネート、0.5M沃化カリウム及び40mM沃素を 含む。所望の電圧によっては所定量のLiIもしくはテトラアルキル沃化アンモ ニウムが存在していてもよい(好ましくは20mM)。電池を溶媒と相溶性のシーラ ントでその周囲に沿ってシールし、接着剤で接着し密閉する。このシーラント及 び接着剤は同じ材料、例えばアルコール溶媒の場合珪素接着剤、又はエチレンカ ーボネートの場合ポリエチレン及びエポキシ樹脂であってよい。毛管作用により 受容器に入れられた電解質が2つの電極の間に自発的に湿潤する。 実施例2の化合物に代えて、同じ量の実施例4〜15のルテニウム色素を用いて 適用例A〜Eを繰り返してもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09B 57/10 C09B 57/10 (72)発明者 ナジールディン,モハマド ケー. スイス国,ツェーハー−1024 エクブラ ン,シュマン ドゥ ラ シエサ 9 (72)発明者 ペシー,ペーター スイス国,ツェーハー−1012 ローザン ヌ,アブニュ ビクトール−ルフィ 17 (72)発明者 ロツィンガー,フランソワ ピー. スイス国,ツェーハー−1373 シャボルナ イ,シュマン デ ビーニュ 20 (72)発明者 リュイル,ステファン スイス国,ツェーハー−1006 ローザン ヌ,アブニュ ドゥ モンショワジ 57 (72)発明者 ザキールディン,シャイク モハマド スイス国,ツェーハー−1020 ルナン,リ ュ デュ ラック 25/デー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.下式1〜3で表される、金属を含まないもしくは金属錯体の形態の化合物 。 (上式中、Rは水素又はC1-30アルキルであり、 Xは水素、ハロゲン(好ましくはClもしくはBr)又はC1-30アルキルであ る) 2.金属錯体の金属が遷移金属であり、より好ましくはRu、Os、Fe、R eもしくはTc、とりわけRu(II)、Os(II)、Fe(II)、Re(I)又 はTc(I)、(II)、(III)、(IV)もしくは(V)からなる群より選ばれ る、請求項1に記載の式1〜3の化合物である、少なくとも1種のリガンドを含 む金属錯体。 3.下式4〜13で表される金属錯体。 [MLL'(X)2] (4) (上式中、MはRu(II)、Os(II)、Fe(II)、Re(I)又はTc(I )であり、 Lは以下に規定のLaであり、L’は以下に規定のLa、Lb、Lf、Lg、 LhもしくはLiであり、 XはNCS-、Cl-、Br-、I-、CN-、NCO-、NCN2 -、H2O、P(R1 )3、P(R1)2を含むリガンドの群より選ばれ、R1は未置換C1-30アルキル、未 置換フェニル、C1-4アルキル、C1-4アルコキシもしくはハロゲンで置換したフ ェニル、未置換ピリジン又はビニル、1級、2級及び3級アミン、OH及びC1- 30 アルキルで置換したピリジンである) [ML3] (5) (上式中、Mは上記規定と同じであり、LはLaもしくはLbである) [MLL'2] (6) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 LはLaであり、 L’は以下に規定のLb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) [ML2L'] (7) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 LはLaであり、 L’は以下に規定のLb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) [ML2] (8) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 Lは以下に規定のLcもしくはLdである) [MLL'] (9) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 LはLcであり、 L’はLe〜Ljである) [MLL’X] (10) (上式中、M及びXは上記規定と同じであり、 LはLaであり、 L’はLe〜Ljである) [MLL’X] (11) (上式中、M及びXは上記規定と同じであり、 LはLcであり、 L’はLa、Lb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) [L2M{NCM’L'2CN}2] (12) (上式中、Mは上記規定と同じであり、 M’はRu(II)、Os(II)、もしくはRe(I)であり、 LはLaであり、 L’はLa、Lb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) [LM{NCM’L'2CN}3] (13) (上式中、M及びM’は上記規定と同じであり、 LはLcであり、 L’はLa、Lb、Lf、Lg、LhもしくはLiである) ここで上記La〜Ljは下式で表される。 リガンドLa リガンドLb リガンドLc リガンドLd リガンドLe リガンドLf リガンドLg リガンドLh リガンドLi (上式中、R’はC1-30アルキルもしくはフェニルである) リガンドLj (上式中、各Rは独立に上記規定と同じである)
JP52808795A 1994-05-02 1994-05-02 ホスホン酸化ポリピリジル化合物及びその錯体 Expired - Fee Related JP3783872B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB1994/000088 WO1995029924A1 (en) 1994-05-02 1994-05-02 Phosphonated polypyridyl compounds and their complexes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10504521A true JPH10504521A (ja) 1998-05-06
JP3783872B2 JP3783872B2 (ja) 2006-06-07

Family

ID=11004292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52808795A Expired - Fee Related JP3783872B2 (ja) 1994-05-02 1994-05-02 ホスホン酸化ポリピリジル化合物及びその錯体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5789592A (ja)
EP (1) EP0758337B1 (ja)
JP (1) JP3783872B2 (ja)
AU (1) AU697111B2 (ja)
DE (1) DE69415350T2 (ja)
WO (1) WO1995029924A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005104760A (ja) * 2002-09-30 2005-04-21 Showa Denko Kk 酸化チタンを含む金属酸化物構造体及びその製造方法ならびにその用途
JP2005519957A (ja) * 2002-03-11 2005-07-07 バイオストリーム インク テクネチウム−ジビリジン複合体、およびその使用法
WO2005100484A1 (ja) * 2004-04-16 2005-10-27 Jsr Corporation 色素および色素増感太陽電池
JP2005320429A (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Jsr Corp 色素及び色素増感太陽電池
JP2006298882A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Sharp Corp ルテニウム錯体、それを用いた色素増感酸化物半導体電極および色素増感太陽電池
JP2010100847A (ja) * 2008-10-06 2010-05-06 Everlight Usa Inc ルテニウム錯体及びそれを使用した光電部品
US7824661B2 (en) 2002-03-11 2010-11-02 Molecular Insight Pharmaceuticals, Inc. Technetium- and rhenium-bis(heteroaryl) complexes, and methods of use thereof
WO2012121236A1 (ja) 2011-03-07 2012-09-13 国立大学法人 東京大学 光電変換素子用色素、それを用いた光電変換膜、電極及び太陽電池
JP2013072080A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Fujifilm Corp 光電変換素子及び光電気化学電池、これらに用いられる色素
US8685369B2 (en) 2004-02-12 2014-04-01 Molecular Insight Pharmaceuticals, Inc. Technetium- and rhenium-bis (heteroaryl) complexes, and methods of use thereof

Families Citing this family (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5834199A (en) * 1997-04-29 1998-11-10 North Carolina State University Methods of identifying transition metal complexes that selectively cleave regulatory elements of mRNA and uses thereof
WO1998050393A1 (en) * 1997-05-07 1998-11-12 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Metal complex photosensitizer and photovoltaic cell
DE69838445T2 (de) * 1997-07-15 2008-01-10 Fujifilm Corp. Mit Methinfarbstoffen sensibilisierte Halbleiterteilchen
US5886182A (en) * 1997-12-10 1999-03-23 The Hong Kong Polytechnic University Chiral pyridylphosphines and their application in asymmetric catalytic hydrogenation of 2-arylpropenoic acids
DE19815161A1 (de) * 1998-03-27 1999-10-07 Hahn Meitner Inst Berlin Gmbh Photosensibilisator für solartechnische Anwendungen, Verfahren zu seiner Herstellung und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
US6338790B1 (en) 1998-10-08 2002-01-15 Therasense, Inc. Small volume in vitro analyte sensor with diffusible or non-leachable redox mediator
AU770559B2 (en) 1999-10-11 2004-02-26 University College Dublin Electrochromic device
JP4932113B2 (ja) 1999-11-15 2012-05-16 アボット ダイアベティス ケア インコーポレイテッド イミダゾール環を有する二座配位子を含む遷移金属錯体
US8268143B2 (en) * 1999-11-15 2012-09-18 Abbott Diabetes Care Inc. Oxygen-effect free analyte sensor
US8444834B2 (en) 1999-11-15 2013-05-21 Abbott Diabetes Care Inc. Redox polymers for use in analyte monitoring
GB9930248D0 (en) 1999-12-22 2000-02-09 Johnson Matthey Plc Surface cleaner
WO2001046367A1 (en) 1999-12-22 2001-06-28 Reckitt Benckiser (Uk) Limited Photocatalytic compositions and methods
DE10002697A1 (de) * 2000-01-22 2001-08-02 Daimler Chrysler Ag Reversibel schaltbare Primer und Korrosionsschutz für Metalle
US6949400B2 (en) * 2002-01-25 2005-09-27 Konarka Technologies, Inc. Ultrasonic slitting of photovoltaic cells and modules
US20050284513A1 (en) * 2002-08-08 2005-12-29 Christoph Brabec Chip card comprising an integrated energy converter
US6706963B2 (en) * 2002-01-25 2004-03-16 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cell interconnection
US20030192584A1 (en) * 2002-01-25 2003-10-16 Konarka Technologies, Inc. Flexible photovoltaic cells and modules formed using foils
US20030192585A1 (en) * 2002-01-25 2003-10-16 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cells incorporating rigid substrates
US6924427B2 (en) * 2002-01-25 2005-08-02 Konarka Technologies, Inc. Wire interconnects for fabricating interconnected photovoltaic cells
US6913713B2 (en) 2002-01-25 2005-07-05 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic fibers
US7205473B2 (en) * 2002-01-25 2007-04-17 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic powered multimedia greeting cards and smart cards
US6900382B2 (en) * 2002-01-25 2005-05-31 Konarka Technologies, Inc. Gel electrolytes for dye sensitized solar cells
US7414188B2 (en) * 2002-01-25 2008-08-19 Konarka Technologies, Inc. Co-sensitizers for dye sensitized solar cells
US7186911B2 (en) * 2002-01-25 2007-03-06 Konarka Technologies, Inc. Methods of scoring for fabricating interconnected photovoltaic cells
US6919119B2 (en) * 2000-05-30 2005-07-19 The Penn State Research Foundation Electronic and opto-electronic devices fabricated from nanostructured high surface to volume ratio thin films
EP1178084A1 (en) * 2000-07-31 2002-02-06 Neomat S.A. Processes for the preparation of carboxylate and phosphonate ruthenium polypyridine dyes and intermediates
WO2002040073A1 (en) 2000-11-20 2002-05-23 Université De Genève Endosseous implant
EP1217056A1 (en) * 2000-12-21 2002-06-26 Johnson Matthey Public Limited Company Photocatalytic material
US8070934B2 (en) * 2001-05-11 2011-12-06 Abbott Diabetes Care Inc. Transition metal complexes with (pyridyl)imidazole ligands
US8226814B2 (en) * 2001-05-11 2012-07-24 Abbott Diabetes Care Inc. Transition metal complexes with pyridyl-imidazole ligands
US6676816B2 (en) * 2001-05-11 2004-01-13 Therasense, Inc. Transition metal complexes with (pyridyl)imidazole ligands and sensors using said complexes
EP1271227A1 (en) * 2001-06-26 2003-01-02 Nanomat Limited Electrochromic display for high resolution and method of producing the same
WO2003065394A2 (en) * 2002-01-25 2003-08-07 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cell components and materials
WO2003065393A2 (en) * 2002-01-25 2003-08-07 Konarka Technologies, Inc. Displays with integrated photovoltaic cells
TW200425530A (en) 2002-09-05 2004-11-16 Nanosys Inc Nanostructure and nanocomposite based compositions and photovoltaic devices
CN100584921C (zh) 2002-09-05 2010-01-27 奈米系统股份有限公司 促进电荷转移至纳米结构或自纳米结构转移出电荷的有机物
TW200407262A (en) * 2002-09-30 2004-05-16 Showa Denko Kk Metal oxide structure containing titanium oxide and production method and use thereof
DE10249246B4 (de) * 2002-10-23 2013-01-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Farbstoffsensibilisierte photovoltaische Zelle, ein Verfahren zur Herstellung dieser photovoltaischen Zellen sowie deren Verwendung
JP2007501525A (ja) 2003-08-04 2007-01-25 ナノシス・インコーポレイテッド ナノワイヤ複合体およびこれらに由来する電子基板を作製するためのシステムおよび方法
KR100561466B1 (ko) * 2003-08-08 2006-03-16 삼성전자주식회사 자가분산가능한 비피리딘계 금속 착화합물 및 이를 포함한잉크조성물
US7812251B2 (en) * 2003-10-17 2010-10-12 Sharp Kabushiki Kaisha Photosensitizing transition metal complex and its use for photovoltaic cell
KR100543218B1 (ko) * 2003-10-31 2006-01-20 한국과학기술연구원 전기방사된 초극세 산화티타늄 섬유로 이루어진 반도체전극을 가지는 염료감응형 태양전지 및 그 제조방법
JP4522090B2 (ja) * 2003-12-26 2010-08-11 シャープ株式会社 色素増感太陽電池
WO2005065192A2 (en) 2003-12-29 2005-07-21 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Photolabile compounds
US20060021647A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Gui John Y Molecular photovoltaics, method of manufacture and articles derived therefrom
EP1622178A1 (en) 2004-07-29 2006-02-01 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) 2,2 -Bipyridine ligand, sensitizing dye and dye sensitized solar cell
US7372609B2 (en) * 2005-03-16 2008-05-13 Gentex Corporation Nanocrystalline metal oxide films and associated devices comprising the same
WO2007024898A2 (en) * 2005-08-22 2007-03-01 Konarka Technologies, Inc. Displays with integrated photovoltaic cells
US20070079867A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-12 Kethinni Chittibabu Photovoltaic fibers
JP5084730B2 (ja) 2006-07-05 2012-11-28 日本化薬株式会社 色素増感太陽電池
US9112447B2 (en) * 2006-11-03 2015-08-18 Solera Laboratories, Inc. Nano power cell and method of use
US8319092B1 (en) 2006-11-03 2012-11-27 Solera Laboratories, Inc. Nano power cell and method of use
EP2036955B1 (en) 2007-09-17 2012-05-16 JSR Corporation Dyestuff, dye-sensitized solar cell, and method for manufacturing same
KR100928941B1 (ko) * 2007-11-07 2009-11-30 한국과학기술연구원 염료감응 태양전지와 이의 제조방법
US9744236B2 (en) 2009-06-26 2017-08-29 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Photolabile compounds
WO2011125024A1 (en) 2010-04-05 2011-10-13 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Improved electrode
US8535574B2 (en) * 2010-04-15 2013-09-17 National Taipei University Of Technology Transition metal complexes, manufacturing method thereof, photovoltaic cells and manufacturing method thereof
DE102010046412B4 (de) 2010-09-23 2022-01-13 Merck Patent Gmbh Metall-Ligand Koordinationsverbindungen
CN102485731B (zh) * 2010-12-02 2014-12-24 季昀 杂配、双三齿钌配合物以及敏化染料太阳能电池制备
DE102010054525A1 (de) 2010-12-15 2012-04-26 Merck Patent Gmbh Organische Elektrolumineszenzvorrichtung
DE102010055902A1 (de) 2010-12-23 2012-06-28 Merck Patent Gmbh Organische Elektrolumineszenzvorrichtung
EP2511924A1 (en) 2011-04-11 2012-10-17 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Transition metal complexes as redox couples for electrochemical and optoelectronic devices
US9779879B2 (en) 2011-02-25 2017-10-03 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Redox couple for electrochemical and optoelectronic devices
JP6356060B2 (ja) 2011-03-24 2018-07-11 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機イオン性機能材料
EP2707911B1 (en) 2011-05-12 2017-07-05 Merck Patent GmbH Compositions and electronic devices
DE102012016192A1 (de) 2011-08-19 2013-02-21 Merck Patent Gmbh Neue Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen
EP2788995B9 (en) 2011-12-08 2018-07-04 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Semiconductor electrode comprising a blocking layer
WO2013120747A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-22 Solvay Sa Dye compounds, method of making the same, and their use in dye-sensitized solar cells
WO2014079532A1 (de) 2012-11-20 2014-05-30 Merck Patent Gmbh Formulierung in hochreinem l?sungsmittel zur herstellung elektronischer vorrichtungen
US20140139249A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-22 Primestar Solar, Inc. Apparatus and a method for detecting defects within photovoltaic modules
EP2822009A1 (en) 2013-07-01 2015-01-07 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Solar cell and process for producing the same
EP2846371A1 (en) 2013-09-10 2015-03-11 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Inverted solar cell and process for producing the same
EP2896660A1 (en) 2014-01-16 2015-07-22 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Hole transporting and light absorbing material for solid state solar cells
EP2903047A1 (en) 2014-01-31 2015-08-05 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Hole transporting and light absorbing material for solid state solar cells
EP2966703A1 (en) 2014-07-11 2016-01-13 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Template enhanced organic inorganic perovskite heterojunction photovoltaic device
WO2016038501A2 (en) 2014-09-10 2016-03-17 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Photodetector
EP3065190A1 (en) 2015-03-02 2016-09-07 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Small molecule hole transporting material for optoelectronic and photoelectrochemical devices
LT6540B (lt) 2016-09-19 2018-06-25 Kauno technologijos universitetas Skyles transportuojančios organinės molekulės, turinčios enamino grupių, skirtos optoelektroniniams bei fotoelektroniniams prietaisams
WO2019029789A1 (en) 2017-08-07 2019-02-14 Tozzi Green S.P.A. NEW FLUORINATED METAL COMPLEXES

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9217811D0 (en) * 1992-08-21 1992-10-07 Graetzel Michael Organic compounds

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7875258B2 (en) 2002-03-11 2011-01-25 Molecular Insight Pharmaceuticals, Inc. Technetium-dipyridine complexes, and methods of use thereof
JP2005519957A (ja) * 2002-03-11 2005-07-07 バイオストリーム インク テクネチウム−ジビリジン複合体、およびその使用法
US7824661B2 (en) 2002-03-11 2010-11-02 Molecular Insight Pharmaceuticals, Inc. Technetium- and rhenium-bis(heteroaryl) complexes, and methods of use thereof
JP2005104760A (ja) * 2002-09-30 2005-04-21 Showa Denko Kk 酸化チタンを含む金属酸化物構造体及びその製造方法ならびにその用途
JP4672973B2 (ja) * 2002-09-30 2011-04-20 昭和電工株式会社 酸化チタンを含む金属酸化物構造体及びその製造方法ならびにその用途
US8685369B2 (en) 2004-02-12 2014-04-01 Molecular Insight Pharmaceuticals, Inc. Technetium- and rhenium-bis (heteroaryl) complexes, and methods of use thereof
WO2005100484A1 (ja) * 2004-04-16 2005-10-27 Jsr Corporation 色素および色素増感太陽電池
JP2005320429A (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Jsr Corp 色素及び色素増感太陽電池
JP2006298882A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Sharp Corp ルテニウム錯体、それを用いた色素増感酸化物半導体電極および色素増感太陽電池
JP2010100847A (ja) * 2008-10-06 2010-05-06 Everlight Usa Inc ルテニウム錯体及びそれを使用した光電部品
WO2012121236A1 (ja) 2011-03-07 2012-09-13 国立大学法人 東京大学 光電変換素子用色素、それを用いた光電変換膜、電極及び太陽電池
US8941008B2 (en) 2011-03-07 2015-01-27 The University Of Tokyo Dye for photoelectric conversion device, and photoelectric conversion film, electrode, and solar cell using same
JP2013072080A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Fujifilm Corp 光電変換素子及び光電気化学電池、これらに用いられる色素

Also Published As

Publication number Publication date
JP3783872B2 (ja) 2006-06-07
EP0758337A1 (en) 1997-02-19
AU697111B2 (en) 1998-09-24
DE69415350T2 (de) 1999-07-01
US5789592A (en) 1998-08-04
DE69415350D1 (de) 1999-01-28
WO1995029924A1 (en) 1995-11-09
AU6511894A (en) 1995-11-29
EP0758337B1 (en) 1998-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3783872B2 (ja) ホスホン酸化ポリピリジル化合物及びその錯体
EP0613466B1 (en) Organic compounds
EP0983282B1 (en) Metal complex photosensitizer and photovoltaic cell
AU650878B2 (en) Photovoltaic cells
Nazeeruddin et al. Stepwise assembly of amphiphilic ruthenium sensitizers and their applications in dye-sensitized solar cell
US20090107552A1 (en) Novel Dyes
US20100326529A1 (en) Photosensitizing transition metal complex and its use for photovoltaic cell
WO1994005025A1 (en) Use of optical brighteners and phthalocyanines as photosensitizers
CN102558239A (zh) 双核金属络合物、金属络合物色素、光电转换元件及光化学电池
JP4522090B2 (ja) 色素増感太陽電池
JP4617771B2 (ja) 金属錯体色素、光電極及び光増感型太陽電池
JP4127755B2 (ja) 金属錯体色素、光電極及び色素増感型太陽電池
AU683222C (en) Organic compounds
TWI469986B (zh) 應用於高效率染料敏化太陽能電池的新型釕金屬錯合物
JP5446207B2 (ja) 光電変換素子、及び光化学電池
JP2013256550A (ja) 光増感剤およびこれを用いた光起電力素子

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040706

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041001

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090324

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110324

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120324

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130324

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130324

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140324

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees