2017 Fiscal Year Research-status Report
Creation of functionalized endohedral metallofullerenes and its function
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17K05797
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| Research Institution | Foundation for Advancement of International Science |
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Principal Investigator |
赤阪 健 公益財団法人国際科学振興財団, その他部局等, 主席研究員 (60089810)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 道夫 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (00583098)
加固 昌寛 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10233678)
前田 優 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (10345324)
鈴木 光明 城西大学, 理学部, 助教 (40741757)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | フラーレン / 金属内包フラーレン / 化学修飾 / ナノカーボン / 常磁性金属内包フラーレン / 反磁性金属内包フラーレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、最も特異な構造と電子的特性を有するナノカーボンの一つである金属内包フラーレンに着目し、元素化学に基づく選択的化学修飾による構造、電子的特性、さらには磁性の制御を行う。得られた金属内包フラーレン誘導体の集積化を試み、革新的バルク機能を有する新たなナノカーボン材料の創製とその機能開拓を目的とする。
具体的には、金属内包フラーレンを集中的に合成し、得られた常磁性および反磁性の金属内包フラーレンについてその電子的特性および化学反応性の解明を行うと共に元素化学に基づく化学修飾により種々の誘導体を合成し機能開拓を行った。常磁性金属内包フラーレンの1,3-双極子環化付加、カルベン付加やケイ素化、ゲルミル化反応などによる化学修飾を検討した。さらに、高反応性のmissing fullerene類のフェニル化による安定化・単離を試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
合成・単離した金属内包フラーレンについて、その反応性の予測を行い、効率よく誘導体化することによる機能化を図った。選択的光ケイ素化反応およびカルベン付加反応に加え、光ゲルミル化反応などの新たな反応を用いた機能性置換基の導入を検討した。アダマンタン基を導入することにより質の高い結晶を得た。さらに金属内包フラーレン自身の電子供与能の向上など、電子的チューニングを行うことを目指した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ラジカル付加によりスピンが閉じ込められた常磁性金属内包フラーレンの創製が期待される。反磁性金属内包フラーレンのラジカル付加を検討し、得られる常磁性誘導体の電子的特性やさらなる反応性を解明し、新たなラジカル分子の創製とその機能開拓を試みる。具体的には、La2@C80等の反磁性金属内包フラーレンの一電子還元体は、電子が2個の内包金属原子種に局在化し、安定なラジカル種を生成することが理論予測されている。ラジカル付加反応を利用し、新しい安定ラジカル種の合成にチャレンジする。
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