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金属内包フラーレンの精密有機化学 : 機能性分子創製を目指した選択的化学修飾

研究課題

研究課題/領域番号 10J01852
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機化学
研究機関筑波大学

研究代表者

佐藤 悟  筑波大学, 数理物質系, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード金属内包フラーレン / 化学修飾 / 選択性 / 構造解析 / 単結晶 / 電荷輸送特性 / 二量体
研究概要

本研究では、金属内包フラーレンの高選択的化学修飾および機能性材料の探索を目的として、具体的に下記3点の結果を得た。
(1)カルベンを用いた金属内包フラーレン多付加体の選択的合成
金属内包フラーレン多付加体の合成により複数個の官能基の導入を試みた。本研究では金属内包フラーレン誘導体La@C_<82>Ad(Ad=アダマンチリデン)およびSc_3N@C_<80>Adに対し、二つ目のAd基の導入を行い、La@C_<82>Ad_2およびSc_3N@C_<80>Ad_2の合成を検討し、選択的な金属内包フラーレン多付加体の合成を行なった。内包金属の動きに着目することで二つ目以降の付加反応の選択性を制御し得ることを見出した。
(2)内包種の有無によるフラーレンの反応性比較
内包種が付加反応の際に直接フラーレンケージに与える効果を明らかにするため、同一ケージ構造を有するD_<2d>-C_<84>とSc_2C_2@D_<2d>-C_<84>の誘導体化を行い、反応性の比較を行なった。付加体の構造解析の結果、置換器の付加位置に大きな違いが見られた。内包種Sc_2C_2の有無によりケージの電子状態が大きく変化することで化学反応性が変化し、付加位置に大きな違いが生じることを明らかにした。
(3)アジド化合物を用いた金属内包フラーレンの新規化学修飾
金属内包フラーレンの溶解性向上を目的とし、アジドを用いた金属内包フラーレンの新規化学修飾の検討を行なった。アジド化合物と金属内包フラーレン(La@C_<82>、La_2@C_<80>)との反応の結果、付加体の高選択合成に成功した。また得られた誘導体の溶解性の向上が確認された。アジド化合物は有機化学において重要な化合物であり、誘導体の豊富なデータベースが構築されている。本研究を活用することにより、アジド誘導体を用いた金属内包フラーレン機能化が期待できる。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (31件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Co-Crystal Composed of the Paramagnetic Endohedral Metallofullerene La@C_<82> and Nickel Porphyrin with High Electron Mobility2012

    • 著者名/発表者名
      Satoru Sato
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 51 号: 7 ページ: 1589-1591

    • DOI

      10.1002/anie.201106912

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regioselective Bis-functionalization of Endohedral Dimetallofullerene, La_2@C_<80> : Extremal La-La Distance2011

    • 著者名/発表者名
      Midori O.Ishitsuka
    • 雑誌名

      Jornal of the American Chemical Society

      巻: 133 号: 18 ページ: 7128-7134

    • DOI

      10.1021/ja200903q

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Covalently Linked Porphyrin-La@C_<82> Hybrids : Structural Elucidation and Investigation of Intramolecular Interactions2011

    • 著者名/発表者名
      Lai Feng
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 50 号: 26 ページ: 5909-5912

    • DOI

      10.1002/anie.201100432

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semi-metallic Single-component Crystal of Soluble La@C_<82> Derivative with High Electron Mobility2011

    • 著者名/発表者名
      Satoru Sato
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 133 ページ: 2766-2771

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regioselective Cycloaddition of La2@Ih-C_<80> with Tetracyanoethylene Oxide : Formation of an Endohedral Dimetallofullerene Adduct Featuring Enhanced Electron-Accepting Character2011

    • 著者名/発表者名
      Michio Yamada
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 133 ページ: 3796-3799

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Carbosilylation of Endohedral Dimetallofullerene La2@Ih-C_<80> with silirane2010

    • 著者名/発表者名
      Michio Yamada
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 132 ページ: 17953-17960

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金属クラスター内包フラーレン誘導体の合成と構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      阿部玄之
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(横浜)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Covalently Linked Porphyrin-La@C_<82> Hybrids2012

    • 著者名/発表者名
      馮莱
    • 学会等名
      第42回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Co-crystallization of Gd@C_<2v>-C_<82> with Ni^<II>(OEP)2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsuaki Suzuki
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its Function
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 年月日
      2011-11-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Multi-functionalization of Paramagnetic Endohedral Metallofullerene2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyuki Abe
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its Function
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 年月日
      2011-11-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The Reactivity Control by Encapsulation of Endohedral Species2011

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Tanabe
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its Function
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 年月日
      2011-11-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性金属内包フラーレン多付加体の合成とキャラクタリゼーション2011

    • 著者名/発表者名
      阿部玄之
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 金属内包フラーレンLa_2@C_<80>の位置選択的付加反応2011

    • 著者名/発表者名
      石塚みどり
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 内包金属がフラーレンケージに及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      田邊由紀子
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Gd@C_<2v>(9)-C_<82>の分子構造2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木光明
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 化学修飾によるLa2@C80の電子アクセプター性制御2011

    • 著者名/発表者名
      山田道夫
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Multi-functionalization of Paramagnetic Endohedral Metallofullerene2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyuki Abe
    • 学会等名
      第41回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      首都大学東京(東京)
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性金属内包フラーレン多付加体の合成2011

    • 著者名/発表者名
      阿部玄之
    • 学会等名
      日本化学会第5回関東支部大会
    • 発表場所
      東京農工大(東京)
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 金属内包フラーレンGd@C_<2v>-C_<82>のX線構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木光明
    • 学会等名
      日本化学会第5回関東支部大会
    • 発表場所
      東京農工大(東京)
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 同一のケージ構造を有する空フラーレンと金属内包フラーレンの比較2011

    • 著者名/発表者名
      田邊由紀子
    • 学会等名
      日本化学会第5回関東支部大会
    • 発表場所
      東京農工大(東京)
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electronic Modulation of Endohedral Metallofullerenes by Chemical Functionalization2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Akasaka
    • 学会等名
      14th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-14)
    • 発表場所
      Oregon(米国)
    • 年月日
      2011-07-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electronic Tuning of La2@C80 by Chemical Modification2011

    • 著者名/発表者名
      Michio Yamada
    • 学会等名
      43rd IUPAC World Chemistry Congress
    • 発表場所
      San Juan (Puerto Rico)
    • 年月日
      2011-07-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 異なる2つの置換基を有する金属内包フラーレンの位置選択的化学修飾2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤悟
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第二回若手研究会
    • 発表場所
      物質材料研究機構(茨城)
    • 年月日
      2011-07-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Tuning of electronic properties of endohedral dimetallofullerene La2@C80 by exohedral chemical functionalization2011

    • 著者名/発表者名
      Michio Yamada
    • 学会等名
      The first symposium on "Carbon Nanoforms"
    • 発表場所
      Toledo (Spain)
    • 年月日
      2011-06-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 金属内包フラーレン誘導体単結晶の電荷輸送特性2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤悟
    • 学会等名
      日本化学会第91回春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川)
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Regioselective Exohedral Functionalization of La@C_<82> and its 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene and Adamantylidene Adducts2010

    • 著者名/発表者名
      Satoru Sato
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and characterization of stable [4+2] derivatives of La@C_<82>2010

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagashima
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Reactivity Control by Encupsulation of Endohedral Species2010

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Tanabe
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Bis-functionalization of Dimetallofullerene La2@C_<80> : Does Two La Atoms Control the Addition Pattern of Vice Versa?2010

    • 著者名/発表者名
      Midori, O.Ishitsuka
    • 学会等名
      2nd International Symposium in Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its Function
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2010-11-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 異なる2つの置換基を有する金属内包フラーレンの位置選択的合成2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤悟
    • 学会等名
      第21回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 年月日
      2010-09-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Reactivity of D_<2d>-C<84> controlled by encapsulation of S_<c2>C_2 species2010

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Tanabe
    • 学会等名
      第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2010-09-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属内包フラーレンLa@C_<82>誘導体二量体の構造解析2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤悟
    • 学会等名
      第4回日本化学会関東支部大会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城)
    • 年月日
      2010-08-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 内包種によるフラーレンの反応性制御2010

    • 著者名/発表者名
      田邊由紀子
    • 学会等名
      日本化学会第4回関東支部大会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城)
    • 年月日
      2010-08-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属内包フラーレン誘導体La@C_<82>Cp^*の構造解析2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤悟
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 年月日
      2010-07-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属内包フラーレンの化学修飾による電子的特性制御2010

    • 著者名/発表者名
      赤阪健
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城)
    • 年月日
      2010-07-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Bis-carbene adduct of Laa@C_<80>2010

    • 著者名/発表者名
      Midori, O.Ishitsuka
    • 学会等名
      217th ECS Meeting
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2010-04-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Regioselective Exohedral Functionalization of La@C_<82>/1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadiene and La@C_<82>/Adamantylidene Adducts2010

    • 著者名/発表者名
      Satoru Sato
    • 学会等名
      217th ECS Meeting
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2010-04-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 化学「金属内包フラーレン:その構造と電子的特性を制御する」2011

    • 著者名/発表者名
      山田道夫
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] PEN2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤悟
    • 出版者
      産業総合研究所ナノシステム研究部門
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tara.tsukuba.ac.jp/~akasaka-lab/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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