ポルフィリンの溶解性

質問

ポルフィリンの有機溶媒に対する溶解性について調べているのですが
ポルフィリンは構造を見てわかるようにπ電子の共役系が広がっているため、平面構造をとっています。平面構造をとっているのでπ電子の非局在化がよく起こることはわかるのですが、このπ電子共役構造がなぜ有機溶媒分子との親和性を乏しくし溶解度を低くする要因になるのでしょうか？

ご享受のほどよろしくお願いいたします。

回答No.2

phosphole · ベストアンサー

ポルフィリン同士が相互作用して会合する方が、たいがいの有機溶媒と相互作用するよりも安定になるからです。パイ－パイ相互作用と言われるものですが、ロンドン力の一種です。分極しやすい（＝柔らかい）パイ電子間には分散力が強く生じます。
したがって、使う有機溶媒によっても話は変わります。共役系を持っている有機溶媒（トルエンとか）のほうが、よく使われるクロホなどの極性有機溶媒よりも溶かしやすくなるケースもあるでしょう。甚だしい場合では、ナフタレンなどを溶媒にすることもあります。
なお、巨大な置換基がついてポルフィリン同士が近づきにくくなると溶けやすくなることが知られているので、上記の分子間相互作用がキーであることは明らかです。
分子間相互作用の出方はパイ平面同士の相互作用に限りませんが（たとえば、アセンはCHーパイの方が強くでやすい）、いずれにせよ、溶質となる分子間の相互作用と、溶質ー溶媒間の相互作用のどちらが有利かを考える必要があります。平衡反応がどちらに偏るかを考えるのと同じです。

回答No.1

trytobe

ポルフィリンどうしが近づいて、それぞれのπ電子どうしが向かい合ってたほうが安定なので、その間に入り込めるくらいの小さくて極性のある「有機溶媒」分子は限られた数しかないだろう、

という程度の話かと思います。あまりいい画像がないですが、

ポルフィリン スタック OR 集合 OR 組織化 - Google 画像検索
https://www.google.co.jp/search?tbm=isch&q=%E3%83%9D%E3%83%AB%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%AA%E3%83%B3+%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%83%E3%82%AF+OR+%E9%9B%86%E5%90%88+OR+%E7%B5%84%E7%B9%94%E5%8C%96

あとは、この末尾の「超分子」の欄の高濃度になったときなどの配位などの記述も参考に、上の画像たちを見てやってください。

ポルフィリン - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9D%E3%83%AB%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%AA%E3%83%B3