研究課題
基盤研究(B)
C_<60>に代表される新しい炭素同素体として知られるフラーレン類は、その特殊かつ新規な分子構造に由来する興味ある種々の物理的、化学的特性を有しており、新炭素素材として非常に魅力ある物質群である。C_<70>やC_<76>に代表される高次フラーレンは、一般的にHOMO-LUMOギャップが狭くなり、高反応性を有すると期待される。さらにフラーレンの内側に金属を内包した金属内包フラーレンでは、金属とフラーレンケージ間の電子移動に由来する特異な物性を示す。本研究では、ランタノイド金属内包フラーレン類のケイ素化合物を用いた分子変換によりケイ素化ランタノイド金属内包フラーレン類を合成し、ケイ素/炭素/ランタノイド金属複合系を構築し、それらの物性解明を行った。具体的には、M@C_<82>やM2@C_<80>(M=ランタノイド金属)などの金属内包フラーレン及び最近合成に成功した金属内包フラーレンイオン種の物性の解明と種々のケイ素化を行った。これらのイオン種はその電子構造の変化により、反応性や安定性がもとの金属内包フラーレンと大きく異なっていると予想される。また、異なるランタノイド金属原子を内包した金属内包フラーレンにおける反応性、選択性の違いについても検討した。合成したケイ素化ランタノイド金属内包フラーレン類について、酸化還元電位の測定を行うとともに、内包された金属の動的挙動について、各種NMRやX線結晶構造解析により検討を行った。その結果、ケイ素置換基の高い電子供与性から、金属内包フラーレンの電子的特性のチューニングが可能となり、1)金属内包フラーレンの電子供与能の向上、2)金属内包フラーレンに内包された金属の動的挙動の制御を実現させた。
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