メカノケミストリー - フラーレン化学への応用

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11119232
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小松 紘一 京都大学, 化学研究所, 教授 (70026243)
• キーワード: フラーレン / 高速振動粉砕法 / 固体反応 / 二量体 / 三量体 / HeNMR / 環化付加反応 / 電気化学

研究概要

1.フラーレン三量体C_<180>の合成と物性検討 触媒量の4-アミノピリジン共存下におけるC_<60>のメカノケミストリーすなわち高速振動粉砕法によって、フラーレン三量体C_<180>を合成し単離することに成功した。二量体C_<180>の反応性、特にC_<120>とC_<60>への光化学的な解離について明らかにした。三量体には少なくとも4種の異性体があることを見いだし、その構造を理論計算により検討した。
2.ヘテロ二量体C_<130>の合成と物性検討 4-アミノピリジン共存下におけるC_<60>とC_<70>の高速振動粉砕処理によって、ヘテロ二量体C_<130>を合成し単離することに初めて成功した。その構造をNMRにより明らかにし、酸化還元挙動について電気化学的手法を用いて明らかにした。
3.^3Heを内包したフラーレン二量体^3He@C_<120>の合成と官能基化 ^3He@C_<60>を原料として高速振動粉砕法により合成した二量体^3He@C_<120>について、C(CO_2Et)_2基の付加反応を行ない、^3He NMRを測定することによって2個のC_<60>骨格間の相互作用について明らかにした。さらに対称構造をもつC(CO_2Et)_2基の10付加体を初めて合成し、その構造をNMRにより明らかにした。
4.フタラジン類とフラーレンC_<60>の固体メカノケミカル反応 フタラジンとC_<60>との高速振動粉砕法を用いる固体反応によってシクロヘキサジエン縮環構造をC_<60>骨格上に構築し、[4+4]型反応によってC_<60>表面に8員環の開口部をもつ新しいπ共役系を実現することに成功した。

研究成果

• [文献書誌] T. Ohtsuki: "Formation of Dimer, Trimer, and Tetramer of C_<60> and C_<70> by gamma-Ray, Charged-Particle Irradiation, and Their HPLC Separation"Chemical Physics Letters. 300. 661-666 (1999)
• [文献書誌] Y. Murata: "Solid-State [4+2] Cycloaddition of Fullerene C_<60> with Condensed Aromatics Using a High-Speed Vibration Milling Technique"Journal of Organic Chemistry. 64. 3483-3488 (1999)
• [文献書誌] K. Komatsu: "The Solid-State mechanochemical Reaction of Fullerene C_<60>"Fullerene Science & Technology. 7. 609-620 (1999)
• [文献書誌] K. Komatsu: "Aqueous Solubilization of Crystalline Fullerenes by Supramolecular Complexation with gamma-Cyclodextrin and Sulfocalix [8] arene under Mechanochemical High-Speed Vibration Milling"Journal of Chemical Society, Perkin 1. 1999. 2963-2966 (1999)
• [文献書誌] T. Tanaka: "Synthesis of the Singly Bonded Fullerene Dimer C_<120>H_2 and the Difullerenylacetylene C_<122>H_2, and Generation of the All-Carbon Dianion C_<122>^<2->"Journal of Chemical Society, Perkin 1. 1999. 1671-1676 (1999)
• [文献書誌] M. Fujitsuka: "Triplet Properties and Photoinduced Electron-Transfer Reactions of C_<120>, the [2+2] Dimer of Fullerene C_<60>"Journal of Chemical Physics. 103. 7155-7160 (1999)