金属内包フラーレンイオン種の創製:ESR測定からNMR測定へ

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13874074
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 赤阪 健 筑波大学, 化学系, 教授 (60089810)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 若原 孝次 新潟大学, 自然科学研究科, 助手 (40303177)
• Keywords: 金属内包フラーレン / 電気化学的手法 / La@C82 / Pr@C82 / Gd@C82 / バルク電解法 / 金属内包フラーレンイオン種

Research Abstract

開殻構造を有するラジカル性の金属内包フラーレンは、高い反応性と常磁性を示す非常に興味深い物性を示す。しかしながら、これらの特性から空気中での安定性が乏しく取扱いが難しい。また常磁性のためNMRの測定が不可能なため、その構造決定もほとんど行なわれていない。本、究の独創的な点は、開殻構造を有するこれらの金属内包フラーレンを電気化学的手法により、開殻構造のイオン種へ分子変換することにある。その結果、安定性の向上とNMRの測定による構造決定が可能になる。
また、今回用いる金属内包フラーレンイオン種への分子変換を確立することで、金属内包フラーレン種の反応性を制御することが可能になると期待される。さらに、化学修飾後に酸化あるいは還元することにより、元の常磁性の金属内包フラーレンに戻すことが可能であり、このような全く新しいコンセプトにより、金属内包フラーレンを新素材として展開できるものと確信している。
まず始めに原料であるLa@C82,Pr@C82,Gd@C82等の金属内包フラーレンをアーク放電法により合成し、多段階HPLC法により分離精製を行なった。(赤阪担当)
これらの合成したLa@C82,Pr@C82,Gd@C82等の開殻構造の金属内包フラーレンを酸化・還元することで、閉殻構造の金属内包フラーレンイオン種の合成を行なった。(若原担当)酸化還元法として、電位の制御が自在なバルク電解法について検討する。閉殻構造にすることで、金属内包フラーレンイオン種は安定化される事が予想され、新規な化学への展開が期待される。熱安定性、光安定性を検討した。(赤阪担当)

Research Products

• [Publications] T.Akasaka et al.: "Structural determination of the La@C_<82> isomer"J. Phys. Chem.. 105. 2971-2974 (2001)
• [Publications] T.Akasaka et al.: "Photochemical cycloaddition of C_<78> with disilirane"Chem. Lett.. 974-975 (2001)
• [Publications] T.Akasaka et al.: "Photochemical cycloaddition of C_<76> with disilirane"ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine. 2. 649-652 (2001)