| 研究課題/領域番号 |
16350021
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
有機化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小松 紘一 京都大学, 化学研究所, 教授 (70026243)
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| 研究分担者 |
村田 靖次郎 京都大学, 化学研究所, 助手 (40314273)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2005年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
2004年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
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| キーワード | 分子手術 / フラーレン / 放射線X線結晶解析 / 水素内包フラーレン / 電気化学的測定 / C70 / ヘリウム / 環化付加 / 水素吸蔵 / 超伝導 / 温度可変NMR / ドーピング / 水素分子 / 開口フラーレン / 熱反応 / 硫黄原子 / 光化学反応 / 質量分析 / 核磁気共鳴 |
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| 研究概要 |
(1)分子手術法による水素内包C60の合成:(a)開口フラーレンの合成と水素の100%導入:フラーレン60と1,2,4-トリアジン誘導体との環化付加を含む液相熱反応により8員環開口部をもつフラーレン誘導体を合成し、この開口部を光化学的酸素酸化反応で12員環に拡大し、さらにTDAE共存下、硫黄との熱反応によって、硫黄を含む13員環開口部をもつC60誘導体を合成した。これに高圧水素を作用させて、水素分子を骨格内部に100%導入することに初めて成功した。これについて放射光X線回折を行いMEM法で解析した結果、水素分子はフラーレン骨格の中央部に位置していることが判った。(b)開口部の修復:骨格内部に水素分子を保持したまま、開口部の硫黄原子を酸化と引き続く光化学反応によって除去し、続いて、開口部の2個のカルボニル基を還元的にカップリングさせることによって、開口部を8員環まで縮小、最後に、熱反応によって一挙に開口部を閉鎖し、これまでに例のない、水素分子を内包したフラーレン、H2@C60を合成することに初めて成功した。
(2)分子手術法による水素内包C70の合成:フラーレンC70とピリダジン誘導体との熱反応を用い、上記と全く同様の操作によって、水素内包フラーレン、H2@C70を合成した。この場合には2分子の水素を内包したフラーレン、(H2)2@C70も低収率ながら単離することに成功した
(3)水素内包C60の性質:水素内包フラーレンH2@C60の内部水素と外側のパイ電子系との問の相互作用は極めて小さいことが、13C NMRおよび電気化学的測定により示された。
(4)ヘリウム内包C60の性質:上記と同様の方法により、水素に代わってヘリウム原子を内包したC60を合成した。この場合、開口フラーレンに対するヘリウムの導入には高圧は必要とせず、またヘリウムの導入によってC60の性質は何ら変化しないことも明らかとなった。
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