研究課題
基盤研究(C)
我々は、新世代の炭素ナノマテリアル基幹材料として重要であるにもかかわらず、従来法では微少量しか得られない「内包フラーレン」を効率的に人工合成する「分子手術法」を確立した。本研究は特に水素、重水素、ヘリウムなどを内包したフラーレンについて、新素材としての物性開発を目指し、以下の結果を得た。1、我々が先に見出した分子手術法を用いる有機合成手法により、水素および重水素を内包したフラーレンH2@C60およびD2@C60を合成した。2、H2@C60を金属カリウムでドーピングしてK3・H2@C60を合成し、これがTc=19.2Kを臨界温度として超伝導体となることを明らかにした。これは内包水素が超伝導機構に影響しないことを示す意義をもつ。3、各種の有機溶媒中において励起された、フリーの水素分子とフラーレンC60中に内包された水素分子の、ニトロキシドラジカルによるスピン-格子緩和について検討し、C60π共役系の効果について明らかにした。4、フラーレンに内包された水素分子および重水素分子ならびにフリーの水素分子の、励起一重項酸素に対するクエンチ効果を検討した結果、フラーレン骨格の存在が大きなクエンチング効果をもたらすことを見出した。これら3、4の結果は内包水素に対するフラーレン骨格の電子的影響を明示する意義をもつ。5、水素分子およびヘリウム原子を内包した開口フラーレン類の合成を行ない、フラーレン骨格外側の水素のNMR測定によって、これらのゲストとフラーレン骨格との間の相互作用の存在を明らかにした。6、硫黄を含む13員環からなる開口フラーレンに代わって、セレンを含む開口体を新規合成し、拡大された開口部から水素分子を導入した。その活性化エネルギーは硫黄を含む場合より減少することを見出した。
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