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新規ヘテロフラーレンの創製とゲスト分子の内包

研究課題

研究課題/領域番号 15J09892
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
研究機関京都大学

研究代表者

橋川 祥史  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードヘテロフラーレン / 内包フラーレン / 開口フラーレン誘導体 / 理論計算 / 磁気プローブ / 緩和時間 / フラーレン / アザフラーレン / 静電ポテンシャル / 水分子 / 水素分子
研究実績の概要

本研究課題の目的とするところは,小分子を内包したフラーレンおよびヘテロフラーレンの創製とその性質の解明である.以下に本年度の研究成果をまとめた.
(1)フラーレンに内包された水分子を磁気プローブとして用いることで,プロトン核の緩和時間をパラメータとして,フラーレン骨格上に導入された結合の分極を実験的に評価する手法を見いだした.
(2)フラーレン誘導体とコバルト試薬との反応による置換基の脱離反応を開発した.また,本反応においてフラーレン-コバルト錯体が副生することを見いだし,当該誘導体の合成手法の確立と,その特異な電子状態・性質を,単結晶X線構造解析・NMR測定・IR測定・UV測定・CV測定によって明らかにした.また,その安定性・反応性について検討した.
(3)アザフラーレン前駆体である誘導体および関連化合物の反応性を系統的に評価し,特に,可逆な保護・脱保護反応の開発に成功し,新しい誘導体の合成を行なった.また,NMRを用いて内包種の磁気的性質について考察した.
(4)水分子を内包したフラーレンにおいて,単一分子接合を構築することで,内包水分子とフラーレンケージとの相互作用が無視できるほど小さいことを明らかにした.
(5)水分子を内包したアザフラーレンのラジカル状態における電子的・磁気的性質を理論計算を用いて評価した.その結果,内包された水分子の配向に応じて,アザフラーレンの性質が変化することがわかった.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Structural Modification of Open-Cage Fullerene C60 Derivatives Having a Small Molecule inside Their Cavities2017

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Can. J. Chem.

      巻: 95 号: 3 ページ: 320-328

    • DOI

      10.1139/cjc-2016-0465

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single Molecular Junction Study on H2O@C60: H2O is "Electrostatically Isolated"2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kaneko, Yoshifumi Hashikawa, Shintaro Fujii, Yasujiro Murata, Manabu Kiguchi
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Chem.

      巻: 18 号: 10 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/cphc.201700173

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Orientation of a Water Molecule: Effects on Electronic Nature of the C59N Cage2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Hashikawa, Michihisa Murata, Atsushi Wakamiya, Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 4465-4469

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b00453

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] H2O Entrapped inside Fullerene Cages: Potential Probe for Evaluation of Bond Polarization2016

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 42 ページ: 13109-13113

    • DOI

      10.1002/anie.201607040

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Co(I)-Mediated Removal of Addends on the C60 Cage and Formation of Monovalent Cobalt Complex CpCo(CO)(η2-C60)2016

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 18 号: 24 ページ: 6348-6351

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b03238

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Endohedral Aza[60]fullerenes: H2O@C59N and H2@C59N as Their Dimers and Monomers2016

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Michihisa, M.; Wakiamiya, A.; Murata, Y.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 138 号: 12 ページ: 4096-4104

    • DOI

      10.1021/jacs.5b12795

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] フラーレンに内包された水分子をNMRプローブとする結合分極の評価2017

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Palladium-Catalyzed Functionalization of C60 Derivatives: Regioselectivity and Structures2017

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      第52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
    • 年月日
      2017-03-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヘキサアルキルチオスマネン:分子集合構造および電子受容性湾曲分子との錯形成挙動2016

    • 著者名/発表者名
      石割 文崇,庄子 良晃,梶谷 孝,櫻井 英博,小久保 研,芥川 智行,橋川 祥史,村田 靖次郎,福島 孝典
    • 学会等名
      π造形科学 第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水分子内包フラーレンのプロトン緩和時間を利用した結合分極の評価2016

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      第27回 基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Bond Polarization Effects of Addends on Electrostatic Potentials inside the Fullerene Cage2016

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      第48回 構造有機化学若手の会
    • 発表場所
      白浜壮,滋賀
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 結合分極がおよぼすフラーレン内部の静電ポテンシャルへの影響2016

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      第十一回有機元素化学セミナー
    • 発表場所
      京大化研
    • 年月日
      2016-06-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フラーレンに内包された水分子のプロトン緩和時間と結合分極の相関2016

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史
    • 学会等名
      「分子システム研究」第5回春季研究会
    • 発表場所
      かんぽの宿 熱海本館,静岡
    • 年月日
      2016-05-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] アザフラーレンC59Nに内包された水分子の動的挙動2016

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and NMR properties of H2-and H2O-encapsulating aza[60]fullerenes2015

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Hawaii, U.S.A.
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 内包アザフラーレンの合成と新規ヘテロフラーレン創製を志向した反応開発2015

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      第2回 『π造形科学』若手研究会
    • 発表場所
      大阪池田市,不死王閣
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic Development of Endohedral Azafullerenes and Novel Heterofullerene Families2015

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 学会等名
      Stimulating Meeting for Young Researchers in Chemistry on Stimuli-responsive Chemical Species (SMYR-I)
    • 発表場所
      ICR, Kyoto Univ.
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] かご型炭素クラスターC60およびC59Nに内包されたH2OとH2の1H NMR緩和時間2015

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      第54回 NMR討論会
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 内包アザフラーレンの合成および内包分子の核磁気緩和2015

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      第26回 基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アザフラーレンC59N 骨格内部への小分子の導入2015

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      第47回 構造有機化学若手の会
    • 発表場所
      筑波グランドホテル
    • 年月日
      2015-08-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of H2@C59N and H2O@C59N Dimers2015

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 学会等名
      16th International Symposium on novel aromatic compounds (ISNA 16)
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Encapsulation of H2 and H2O Molecules inside a C59N Cage2015

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa, Y.; Murata, M.; Wakamiya, A.; Murata, Y.
    • 学会等名
      The 10th Organoelement Chemistry Seminar
    • 発表場所
      ICR, Kyoto University
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] H2ならびにH2Oを内包したアザフラーレンC59N二量体の合成と性質2015

    • 著者名/発表者名
      橋川 祥史,村田 理尚,若宮 淳志,村田 靖次郎
    • 学会等名
      「分子システム研究」第4回春季研究会
    • 発表場所
      ラフォーレ倶楽部伊東温泉湯の庭
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 京都大学化学研究所 物質創製化学研究系 構造有機化学領域

    • URL

      http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~kouzou/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 京都大学化学研究所 物質創製化学研究系 構造有機化学領域

    • URL

      http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~kouzou/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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