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2005 年度 研究成果報告書概要

内包フラーレン類の有機化学的合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16350021
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 有機化学
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)

研究分担者 村田 靖次郎  京都大学, 化学研究所, 助手 (40314273)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
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
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。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Endohedral C_<60> Encapsulation Molecular Hydrogen2006

    • 著者名/発表者名
      M.Murata, K.Komatsu, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 128

      ページ: 8024-8033

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Endohedral C_<60> Encapsulating Molecular Hydrogen2006

    • 著者名/発表者名
      M.Murata, Y.Murata, K.Komatsu
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 128

      ページ: 8024-8033

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Encapsulation of Molecular Hydrogen in Fullerene C_<60> by Organic Synthesis2005

    • 著者名/発表者名
      K.Komatsu, M.Murata, et al.
    • 雑誌名

      Science 307

      ページ: 238-240

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Floating Single Hydrogen Molecule in an Open-Cagge Fullerene2005

    • 著者名/発表者名
      H.Sawa, K.Komatsu, et al.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 44

      ページ: 1981-1983

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Organic and Organometallic Derivatives of Dihydrogen-Encapsulated2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuo, K.Komatsu, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 127

      ページ: 17148-17149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Encapsulation of Molecular Hydrogen in Fullerene C_<60> by Organic Synthesis2005

    • 著者名/発表者名
      K.Komatsu, M.Murata, Y.Murata
    • 雑誌名

      Science 307

      ページ: 238-240

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Floating Single Hydrogen Molecule in an Open-Cage Fullerene2005

    • 著者名/発表者名
      H.Sawa, Y.Wakabayashi, Y.Murata, M.Murata, K.Komatsu
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed. 44

      ページ: 1981-1983

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Organic and Organometallic Derivatives of Dihydrogen-Encapsulated [60]Fullerene.2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuo, H.Isobe, T.Tanaka, Y.Murata, M.Murata, K.Komatsu, E.Nakamura
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 17148-17149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Solid State NMR of Molecular Hydrogen Trapped Inside an Open-Cage Fullerene2004

    • 著者名/発表者名
      M.carravetta, K.Komatsu, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 4092-4093

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Generation of Fullerenyl Cation (EtO)_2P^+(OH)CH_2-C60^+ from R-C_<60>-H from RC_<60>-C_<60>-R (R=CH_2P(O)(OEt)_2)2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Murata, K.Komatsu, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126

      ページ: 8874-8875

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Solid State NMR of Molecular Hydrogen Trapped Inside an Open-Cage Fullerene2004

    • 著者名/発表者名
      M.Carravetta, Y.Murata, M.Murata, I.Heinmaa, R.Stern, A.Samoson, Y.Rubin, K.Komatsu, M.H.Levitt
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 126

      ページ: 4092-4093

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Generation of Fullerenyl Cation (EtO)_2P^+(OH)CH_2-C_<60>- from R-C_<60>-H and from RC_<60>-C_<60>-R (R=CH_2P(O)(OEt)_2)2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Murata, F.Cheng, T.Kitagawa, K.Komatsu
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 126

      ページ: 8874-8875

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] 化学フロンティア15「ナノカーボンの新展開 : 世界に挑む日本の先端技術」2005

    • 著者名/発表者名
      小松紘一
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      化学同人
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2008-05-27  

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