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金属内包フラーレンの反応制御:高選択付加反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16750029
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 有機化学
研究機関東京学芸大学

研究代表者

前田 優  東京学芸大学, 教育学部, 助手 (10345324)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードフラーレン / 金属内包フラーレン / 有機ラジカル / 磁性材料 / 環化付加反応 / 可逆反応 / 分子変換 / カルベン
研究概要

内包フラーレンは、フラーレンの内部空間に金属原子やヘテロ原子等を包接した非常に興味深い構造の分子である。金属内包フラーレン類はフラーレンケージと内包金属の間での電子移動に由来する特異な電子構造を有し、内包する金属の種類や数によって常磁性分子あるいは反磁性分子となる。金属内包フラーレンのプロトタイプであるLa@C_<82>は、電子移動によりLa(3+)C_<82>(3-)の電子構造を有しており、C_<82>炭素ケージ上にスピンを持つ常磁性分子である。有機化合物による磁性体材料は、加工の容易さや軽量化し得る等の利点があり、磁気メモリーやナノデバイスへの応用が期待されている。
平成17年度の研究では、常磁性金属内包フラーレンであるLa@C82の新規分子変換法の開発を行った。高選択分子変換法の開発を目的として、La@C_<82>とシクロペンタジエンの付加反応を検討したところ、高収率で位置選択的に付加反応が進行することを見いだした。この反応は定量的に可逆反応が進行し、原料であるLa@C_<82>が得られることが明らかとなった。さらに、逆反応の反応速度を決定するとともに、その熱力学的パラメータを実験的に求めることに成功した。本反応を利用することで、金属内包フラーレンの新規分離法や位置選択的付加反応への応用が期待できる。
常磁性金属内包フラーレンM@C82(M:Y,La,Ce,)の化学還元化学酸化法を開発した。合成したイオン種の分子変換法を検討したところ、イオン種に変換することで化学反応性を制御することに成功した。核磁気共鳴法により金属内包フラーレンイオン種の構造解析を行った。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (11件)

  • [雑誌論文] Chemical Reactivities of the Cation and Anion of M@C82(M=Y,La,and Ce)2005

    • 著者名/発表者名
      前田 優, 他12名
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 127

      ページ: 2143-2146

    • NAID

      130004646392

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Reversible and Regioselective Reaction of La@C82 with Cyclopentadiene2005

    • 著者名/発表者名
      前田 優, 他13名
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 127

      ページ: 12190-12191

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photophysical and photochemical properties of the La@C82 anion2005

    • 著者名/発表者名
      藤塚 守, 伊藤 攻, 前田 優, 他6名
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      ページ: 1600-1601

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 2D NMR characterization of the La@C82 anion2005

    • 著者名/発表者名
      土屋 敬広, 若原 孝次, 前田 優, 他7名
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie, International Edition 44

      ページ: 3282-3285

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural characterization of Y@C822005

    • 著者名/発表者名
      Lai Feng, 若原 孝次, 土屋 敬広, 前田 優, 他6名
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 405

      ページ: 255-257

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Isolation and Characterization of a Carbene Derivative of La@C822004

    • 著者名/発表者名
      前田 優, 他16名
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 6858-6859

    • NAID

      130005011167

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Lanthanum Endohedral Metallofulleropyrrolidines : Synthesis, Isolation, and EPR Characterization2004

    • 著者名/発表者名
      Baopeng Cao, 若原孝次, 前田 優, 他5名
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal 10

      ページ: 716-720

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of Ce@C82 and Its Anion2004

    • 著者名/発表者名
      若原孝次, 小林淳一, 山田道夫, 前田 優, 他10名
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 4883-4887

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Reduction of Endohedral Metallofullerenes : A Convenient Method for Isolation2004

    • 著者名/発表者名
      土屋敬広, 若原孝次, 白倉進吾, 前田 優, 他5名
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 16

      ページ: 4343-4346

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemical reactivity and redox property of Sc3@C822004

    • 著者名/発表者名
      若原孝次, 桜庭明央, 飯塚裕子, 岡村睦夫, 土屋敬広, 前田 優, 他6
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 398

      ページ: 553-556

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Isolation, Characterization, and Theoretical Study of La2@C782004

    • 著者名/発表者名
      B.Cao, T.Wakahara, T.Tsuchiya, Yutaka Maeda et al.他5名
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 9164-9165

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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