サブナノ空間の官能基化による球状π造形
Publicly Offered Research
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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| Project/Area Number |
15H00993
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村田 靖次郎 京都大学, 化学研究所, 教授 (40314273)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 内包フラーレン / C70 / 開口フラーレン / 二分子 / HF / π共役 / フラーレン / ヘテロフラーレン / 水分子 / 二量体 / 水素結合 / フラーレンC70 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
β-C70開口体では、開口部サイズが充分に大きいため、内部に水分子を挿入することが可能である。一方、α-C70開口体では、開口部の大きさがβ体よりも小さく、水の内部への導入が不可能であることが明らかとなった。そこで、α-C70開口体に対してのHF分子の挿入反応を検討した。HFはH2Oよりも体積が小さいと考えられ、理論計算においてもその挿入に必要な活性化エネルギーはH2Oより小さいことが示された。そのため、開口部は小さいがより高い収率で得られるα-13員環開口体がHFの挿入には最適である。そこで、HF-Pyridine試薬をHF源として9,000気圧120 °Cの条件下で挿入反応が検討された。その結果、予想したHFを一分子内包したものに加えて、H2O-HF錯体とH2Oを内包した開口体がそれぞれ得られることが明らかとなった。一方で、HF-Pyridineを加えない条件では、やはり水分子の内包はほとんど確認されなかったことから、HFがH2Oの内包に影響を与えていることが明らかとなった。すなわち、最初に内包されたHF分子が、内側からの相互作用により、外部に存在する水分子の挿入に必要な活性化エネルギーを低下させていると示唆された。その後、二段階の反応により開口部を完全に閉じることで、HF@C70、(H2O-HF)@C70、H2O@C70がそれぞれ合成された。(H2O-HF)@C70の構造は単結晶X線構造解析とNMR測定により決定され、HFが水素結合のプロトンドナーであることが示された。また、二つの分子を内包することによって、C70ケージが膨らんでいることも明らかにされた。さらに、140 °Cの高温においてHFとH2Oの1H NMRのシグナルが変化しなかったことから、ケージ内部ではプロトンの交換が起きないことが明らかとされた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Fullerene C70 as a "Nano-flask" to Reveal Chemical Reactivity of a Nitrogen Atom2017
Author(s)
Morinaka, Y.; Zhang, R.; Sato, S.; Nikawa, H.; Kato, T.; Furukawa, K.; Yamada, M.; Maeda, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Nagase, S.; Akasaka, T.; Murata, Y.
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 56
Pages: 6488-6491
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Regio-, Stereo-, and Atropselective Synthesis of C60 Fullerene Bis(adduct)s by Supramolecular-Directed Functionalization2016
Author(s)
Bottari, G.; Trukhina, O.; Kahnt, A.; Frunzi, M.; Murata, Y.; Rodriguez-Fortea, A.; Poblet, J. M.; Guldi, D. M.; Torres, T.
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.
Volume: 55
Issue: 37
Pages: 11020-11025
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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