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2012 Fiscal Year Annual Research Report

活性小分子の内包された球状π空間の創製と物性制御

Planned Research

Project AreaEmergence of highly elaborated pai-space and its function
Project/Area Number 20108003
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

村田 靖次郎  京都大学, 化学研究所, 教授 (40314273)

Project Period (FY) 2008-04-01 – 2013-03-31
Keywordsフラーレン / 内包フラーレン
Outline of Annual Research Achievements

内包フラーレンの創製は、フラーレンの物性を内側から開拓する上で興味深いが、段階的に異種の原子や分子をフラーレン内部に導入することは困難である。今回、我々は分子手術法と窒素プラズマ法の2つの内包フラーレンの生成法を組み合わせることで、フラーレンにヘリウム原子と窒素原子を段階的に内包させることに成功した。
開口C60誘導体を高圧のヘリウムガスと高温で接触させた後、光反応によって開口部を縮小させることで、ヘリウム原子を30%内包した誘導体へと変換した。この誘導体の開口部を2段階の反応で完全に修復することで、He@C60を内包率30%で合成した。さらに、リサイクルHPLCによってHe@C60を濃縮し、最終的にHe@C60の内包率を95%に向上させることに成功した。このHe@C60とニッケルオクタエチルポルフィリンの共結晶を作製し、単結晶X線構造解析を行ったところ、C60内部の中心に存在するヘリウム原子の観測に初めて成功した。同様の合成法をC70誘導体に適用することで、He@C70の合成(内包率30%)も達成した。一方、ヘリウム原子内包フラーレンの内部は、追加で原子や分子を導入するのに十分なスペースがあるものと思われる。そこで、30%の内包率のHe@C70に対して、窒素プラズマを用いた窒素原子内包を試みた結果、ヘリウム原子と窒素原子の両方を内包したC70(HeN@C70)の発生をESRスペクトルとMSスペクトルから確認した。同様の実験をHe@C60に適用することにより、HeN@C60の発生も確認した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] X-Ray Observation of a Helium Atom and Placing a Nitrogen Atom inside He@C60 and He@C702013

    • Author(s)
      Morinaka, Y.; Sato, S.; Wakamiya, A.; Nikawa, H.; Mizorogi, N.; Tanabe, F.; Murata, M.; Komatsu, K.; Furukawa, K.; Kato, T.; Nagase, S.; Akasaka, T.; Murata, Y.
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 4 Pages: 1554

    • DOI

      DOI: 10.1038/ncomms2574

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ENDOR Evidence of Electron-H2 Interaction in a Fulleride Embedding H22012

    • Author(s)
      Zoleo, A.; Lawler, R.; Lei, X.; Li, Y.; Murata, Y.; Komatsu, K.; Valentin, M. D.; Ruzzi, M.; Turro, N. J.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 12881-12884

    • DOI

      DOI:10.1021/ja211944q

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of Nuclear Spin Relaxation of H2O@C60 and H2@C60 and Their Nitroxide Derivatives2012

    • Author(s)
      Li, Y.; Chen, J.; Lei, X.; Lawler, R.; Murata, Y.; Komatsu, K.; Turro, N.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett.

      Volume: 3 Pages: 1165-1168

    • DOI

      DOI: 10.1021/jz3002794

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヘリウム原子と窒素原子を内包したフラーレンの発生2013

    • Author(s)
      森中裕太、佐藤悟、若宮淳志、二川秀史、溝呂木直美、田辺史行、村田理尚、小松紘一、古川貢、加藤立久、永瀬茂、赤阪健、村田靖次郎
    • Organizer
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第9回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      シーサイドホテル舞子ビラ神戸
    • Year and Date
      2013-03-13 – 2013-03-14
  • [Presentation] 17員環開口部をもつ新規フラーレン誘導体の合成と性質2012

    • Author(s)
      桜井悠子、二子石師、村田理尚、黒飛敬、若宮淳志、村田靖次郎
    • Organizer
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第8回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテルアローレ、加賀
    • Year and Date
      2012-07-19 – 2012-07-20
  • [Presentation] Synthesis of Endohedral C60 Encapsulating a Water Molecule2012

    • Author(s)
      Yasujiro Murata, Kei Kurotobi, Tomoko Nishida
    • Organizer
      The 10th International Conference on Heteroatom Chemistry
    • Place of Presentation
      Obaku Plaza, Kyoto University
    • Year and Date
      2012-05-20 – 2012-05-25

URL: 

Published: 2018-02-02  

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