フラーレンの電子移動還元とアルキル化反応機構

• 研究課題/領域番号: 08750953
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 工業物理化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 末延 知義 大阪大学, 工学部, 助手 (90271030)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1996年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: フラーレン / 電子移動 / アルキル化 / X線結晶構造解析

研究概要

フラーレン類の発見以来フラーレン特有の様々な化学反応が報告されているが、フラーレンアニオン類の反応性については全く明らかになっていない。我々はフラーレン(C_<60>)が高い電子受容能力を有する点に着目し、まずフラーレンの電子移動還元反応について検討し、得られたフラーレンジアニオンおよびトリアニオンの高い電子供与能力を利用して、フラーレン特有の全く新しいタイプの物質変換手法を開発する事を目的として研究を行った。フラーレンジアニオンおよびトリアニオンと種々のハロゲン化アルキルとの反応に伴う吸収スペクトル変化およびEPR測定から得られる超微細結合定数、フラーレンと共存させたセミキノンラジカルアニオンの線幅交換から得られる電子交換速度等を基にフラーレンのジアルキル付加体が得られる機構を明らかにし、得られたジベンジル付加体を単離してX線結晶構造解析を行った。また、ハロゲン化アルキルの種類による電子移動およびS_N2反応の反応性の違いを利用して、異種アルキル付加体フラーレンの合成について検討し、分子内にtert-Bu基とベンジル基を一つづつ有する異種アルキル付加体フラーレンの合成に初めて成功し、その構造を決定した。また、その電気化学的性質についても検討を行った。

研究成果

• [文献書誌] Shinobu Itoh,Hirokatsu Kawakami,and Shunichi Fukuzumi: "Modeling of the Chemistry of Quinoprotein Methanol Dehydrogenase.Oxidation of Methanol by Calcium Complex of Coenzyme PQQ via Addition-Elimination Mechanism" J.Am.Chem.Soc.119. 439-440 (1997)
• [文献書誌] Shunichi Fukuzumi: "Catalysis on Electron Transfer and the Mechanistic Insight into Redox Reactions" Bull.Chem.Soc.Jpn.78. 1-28 (1997)
• [文献書誌] Shunichi Fukuzumi,Tomoyoshi Suenobu,S.kawamura,A.Ishida,and K.Mikami: "Selective two-electron reduction of C_<60> by 10-methyl-9,10-dihydroacridine via photoinduced electron transfer" Chemical Communications. in press (1997)
• [文献書誌] Morifumi Fujita,Akito Ishida,Setsuo Takamuku,and Shunichi Fukuzumi: "Addition versus Oxygenation of Alkylbenzens with 10-Methylacridinium Ion via Photoinduced Electron Transfer" J.Am.Chem.Soc.118. 1-28 (1996)
• [文献書誌] R.Subramanian,K.M.Kadish,Tomoyoshi Suenobu,and Shunichi Fukuzumi et al.: "Chemical Generation of C_<60>^2 and Electron Transfer Mechanism for the Reactions with Alkyl Bromides" J.Phys.Chem.110. 16327-16335 (1996)
• [文献書誌] Naoki Takada,Shinobu Itoh,and Shunichi Fukuzumi: "Mechanism of Electron Transfer Oxidation of 4-Substituted 1-Benzyl-1,4-dihydronicotinamides" Chem.Lett.1103-1104 (1996)
• [文献書誌] Shunichi Fukuzumi,K.M.Kadish et al: "Chemical Generation of C_<60> anions and the Alkylation with Alkyl Halides via Electron Transfer in Recent Advances in the Chemistry and Physics of Fullerenes and Related Materials." The Electrochemical Society,Inc., 10 (1996)
• [文献書誌] Shunichi Fukuzumi,K.Mikami et al: "Selective Two-Electron Reduction of C_<60> via Photoinduced Electron Transfer in Recent Advances in the Chemistry and Physics of Fullerenes and Related Materials" The Electrochemical Society,Inc., 13 (1996)