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高速振動粉砕法を利用したフラーレンC_<60>の骨格変換反応

Research Project

Project/Area Number 12740345
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

村田 靖次郎  京都大学, 化学研究所, 助手 (40314273)

Project Period (FY) 2000 – 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2001: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2000: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywordsフラーレン / C60 / 固体反応 / 高速振動粉砕法 / 二量体 / 三量体 / 開口フラーレン / 含窒素芳香環 / テトラジン / トリアジン / 付加環化反応
Research Abstract

平成13年度の研究計画に従って研究を行い、以下に示す結果を得た。
当研究室で新しく開発した高速振動粉砕法を用いる固体反応および、比較実験としての溶液反応により、フラーレン類の骨格変換反応を検討した。すなわち、フラーレンC_<60>。と4-aminopyridineとの固体反応によって既に報告しているC_<60>二量体に加えて、鎖状のC_<60>三量体ならびに、トライアングル型のC_<60>三量体を合成した。この三量体は極めて有機溶媒に難溶であったため、STMによる直接観測を行い、その構造が鎖状ならびにトライアングル型であることを明らかにした。また、これらの構造はHF/3-21Gによるab initio計算によって支持されることを示した。
一方、3,6-di(2-pyridyl)-1,2,4,5-tetrazineとの固体反応では、ほぼ定量的に[4+2]付加環化反応が進行することが明らかとなった。また、この付加体をC_<60>共存下固体状態で加熱すると2,3-diaza-bicyclo[2,2,2]oct-2-ene骨格に2個のC_<60>が導入された新規フラーレン二量体が得られることがわかった。この分子内にはお互いに近傍に固定された二個のC_<60>骨格が存在するが、これらのC_<60>骨格間には還元の際に電子的な相互作用があることを電気化学的測定によって示した。また、比較実験としての溶液反応では上記の二量体は全く生成せず、C_<60>の6員環の1,2,3,4-位での付加体が加水分解によって生成することを見出した。
さらに、1,2,3-triazine誘導体とC_<60>の溶液中での熱反応では、付加の後に他段階の転移反応を経由してC_<60>骨格に8員環開口部をもつ誘導体が得られることがわかった。この誘導体と一重項酸素との反応を検討したところ、8員環開口部の二重結合が選択的に酸化的に開列されて、12員環の開口部をもつC_<60>誘導体が得られることがわかった。

Report

(2 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All Other

All Publications (12 results)

  • [Publications] M.Fujitsuka, K.Fujiwara, Y.Murata, S.Uemura, M.Kunitake, O.Ito, K.Komatsu: "Properties of Photoexcited States of C_<180>, a Triangle Trimer of C_<60>"Chem. Lett.. 384-385 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Murata, K.Komatsu: "Photochemical Reaction of the Open-Cage Fullerene Derivative with Singlet Oxygen"Chem. Lett.. 896-897 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Murata, N.Kato, K.Komatsu: "The Reaction of Fullerene C_<60> with Phthalazine : The Mechanochemical Solid-State Reaction Yielding a New C_<60> Dimer versus the Liquid-Phase Reaction Affording an Open-Cage Fullerene"J. Org. Chem.. 66, 22. 7235-7239 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Murata, M.Suzuki, K.Komatsu: "Synthesis and electrochemical properties of novel dimeric fullerenes incorporated in a 2, 3-diazabicyclo[2. 2. 2]oct-2-ene framework"Chem. Commun.. 2338-2339 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Murata, M.Murata., K.Komatsu: "The Reaction of Fullerene C_<60> with 4, 6-Dimethyl-1, 2, 3-triazine : Formation of an Open-Cage Fullerene Derivative"J. Org. Chem.. 66, 24. 8187-8191 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Kunitake, S.Uemura, O.Ito, K.Fujiwara, Y.Murata, K.Komatsu: "Structural Analysis of C_<60> Trimers by Direct Observation with Scanning Tunneling Microxcopy"Angew. Chem. Int. Ed.. (印刷中). (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Komatsu,K.Fujiwara,T.Tanaka,and Y.Murata: "The Fullerene Dimer C120 and Related Carbon Allotropes"Carbon. 38. 1529-1534 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Komatsu,K.Fujiwara,and Y.Murata: "The Fullerene Cross-Dimer C130 : Synthesis and Properties"Chem.Commun.. 1583-1584 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Komatsu,K.Fujiwara,and Y.Murata: "The Mechanochemical Synthesis and Properties of the Fullerene Trimer C180"Chem.Lett.. 1016-1017 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Murata and K.Komatsu: "Mechanochemistry : Application to the Chemistry of Fullerenes"Kikan Fullerene. 8. 137-151 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Komatsu and Y.Murata: "Organic Chemistry of Fullerenes : A Fascinating Molecule,C60."Chemistry Today. 351. 46-53 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Komatsu,Y.Murata,and N.Kato: "Solid-State Reaction of C60 with N-Containing Aromatics to Give Novel Addition Products"Fullerenes 2000 : Functionalized Fullerenes. 9. 20-27 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-04-01   Modified: 2016-04-21  

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