常磁性フラーレンの組織化と機能

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22750030
• 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: 筑波大学
• 研究代表者: 土屋 敬広 筑波大学, 数理物質系, 講師 (10375412)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 内包フラーレン / 自己組織化 / 合成化学 / スピンエレクトロニクス

研究概要

本研究では常磁性内包フラーレンLa@C82 に着目し、金属錯体の配位子として広く用いられているピリジン置換基を高位置選択的に導入出来ることを見出した。得られた常磁性内包フラーレン配位子と亜鉛ポルフィリンとの溶液中での挙動について検討を行ったところ、比較的強く相互作用していることが明らかとなった。また、完全縮環金属ポルフィリン二量体と高次錯体を形成し、錯体内の常磁性内包フラーレン同士で磁気的に相互作用していることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Unexpected Formation of a Sc_3C_2@C_<80> Bisfulleroid Derivative (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kurihara, Y. Iiduka, Y. Rubin, M. Waelchli, N. Mizorogi, Z. Slanina, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 4092-4095
  • DOI: DOI:10.1021/ja300279x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical Understanding of Carbide Cluster Metallofullerenes : A Case Study on Sc_2C_2@C_2v(5)-C_<80> with Complete X-Ray Crystallographic Characterizations (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kurihara, X. Lu, Y. Iiduka, H. Nikawa, N. Mizorogi, Z. Slanina, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 3139-3144
  • DOI: DOI:10.1021/ja210101f
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Co-Crystal Composed of the Paramagnetic Endohedral Metallofullerene La@C_<82> and Nickel Porphyrin with High Electron Mobility (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sato, H. Nikawa, S. Seki, L. Wang, G. Luo, J. Lu, M. Haranaka, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 51 ページ: 1589-1591
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201106912
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Structures of Sc_2C_2@C_<2n> (n=40, 41, 42): In-Depth Understanding of the Core-Shell Interplay in Carbide Cluster Metallofullerenes (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kurihara, X. Lu, Y. Iiduka, H. Nikawa, M. Hachiya, N. Mizorogi, Z. Slanina, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 51 ページ: 746-750
  • DOI: DOI:10.1021/ic202438u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sc_2@C_<3v>(8)-C_<82> vs. Sc_2C_2@C_<3v>(8)-C_<82> : Drastic Effect of C_2 Capture on the Redox Properties of Scandium Metallofullerenes (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kurihara, X. Lu, Y. Iiduka, N. Mizorogi, Z. Slanina, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 48 ページ: 1290-1292
  • DOI: DOI:10.1039/c2cc16422a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Elucidation and Regioselective Functionalization of an Unexplored Carbide Cluster Metallofullerene Sc_2C_2@C_S(6)-C_<82> (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Lu, K. Nakajima, Y. Iiduka, H. Nikawa, N. Mizorogi, Z. Slanina, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 19553-19558
  • DOI: DOI:10.1021/ja208841w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enantioselective Synthesis of Endohedral Metallofullerenes (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sawai, Y. Takano, M. Izquierdo, S. Filippone, N. Martin, Z. Slanina, N. Mizorogi, M. Waelchli, T. Tsuchiya, T. Akasaka, S. Nagase
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 17746-17752
  • DOI: DOI:10.1021/ja2062727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable Radical Anions Inside Fullerene Cages : Formation of Reversible Electron Transfer Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya, M. Wielopolski, N. Sakuma, N. Mizorogi, T. Akasaka, T. Kato, D. M. Guldi, S. Nagase J
  • 雑誌名: Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 13280-13283
  • DOI: DOI:10.1021/ja205391v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Charge-Transfer Chemistry of La_2@I_h-C_<80>/Sc_3N@I_h-C_<80>-Zinc Porphyrin Conjugates : Impact of Endohedral Cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Feng, S. G. Radhakrishnan, N. Mizorogi, Z. Slanina, H. Nikawa, T. Tsuchiya, T. Akasaka, S. Nagase, N. Martin, D. Guldi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 7608-7618
  • DOI: DOI:10.1021/ja202331r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regioselective Bis-functionalization of Endohedral Dimetallofullerene, La_2@C_<80> : Extremal La-La Distance (2011)
  • 著者名/発表者名: M. O. Ishitsuka, S. Sano, H. Enoki, S. Sato, H. Nikawa, T. Tsuchiya, Z. Slanina, N. Mizorogi, M. T. H. Liu, T. Akasaka, S. Nagase
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 7128-7134
  • DOI: DOI:10.1021/ja200903q
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regioselective Cycloaddition of La_2@I_h-C_<80> with Tetracyanoethylene Oxide : Formation of an Endohedral Dimetallofullerene Adduct Featuring Enhanced Electron-Accepting Character (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, M. Minowa, S. Sato, Z. Slanina, T. Tsuchiya, Y. Maeda, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 3796-3799
  • DOI: DOI:10.1002/ange.201100961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semi-metallic Single-component Crystal of Soluble La@C_<82> Derivative with High Electron Mobility (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sato, S. Seki, Y. Honsho, L. Wang, H. Nikawa, G. Luo, J. Lu, M. Haranaka, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 2766-2771
  • DOI: DOI:10.1021/ja110465y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sc_2C_2@C_<80> Rather than Sc_2@C_<82> : Templated Formation of Unexpected C_2v(5)-C_<80> and Temperature-Dependent Dynamic Motion of Internal Sc_2C_2 Cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kurihara, X. Lu, Y. Iiduka, N. Mizorogi, Z. Slanina, T. Tsuchiya, T. Akasaka, S. Nagase
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 2382-2385
  • DOI: DOI:10.1021/ja1107723
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radical Derivatives of Insoluble La@C_<74> : X-ray Structures, Metal Positions and Isomerization (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Lu, H. Nikawa, T. Kikuchi, N. Mizorogi, Z. Slanina, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 50 ページ: 6356-6359
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201100961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalently Linked Porphyrin-La@C_<82> Hybrids : Structural Elucidation and Investigation of Intramolecular Interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Feng, Z. Slanina, S. Sato, K. Yoza, T. Tsuchiya, N. Mizorogi, T. Akasaka, S. Nagase, N. Martin, D. M. Guldi
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 50 ページ: 5909-5912
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201100432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Carbosilylation of Endohedral Dimetallofullerene La_2@I_h-C_/<80> with Silirane (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, M. Minowa, S. Sato, M. Kako, Z. Slanina, N. Mizorogi, T. Tsuchiya, Y. Maeda, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 ページ: 17953-17960
  • DOI: DOI:10.1021/ja108671b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical Addition of C_<60> with Siliranes : Synthesis and Characterization of Carbosilylated and Hydrosilylated C_<60> Derivatives (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Nagatsuka, S. Sugitani, M. Kako, T. Nakahodo, N. Mizorogi, M. O. Ishitsuka, Y. Maeda, T. Tsuchiya, T. Akasaka, X. Gao, S. Nagase
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 ページ: 12106-12120
  • DOI: DOI:10.1021/ja1049719
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Molecular Ce_2@I_h-C_<80> Switch-Unprecedented Oxidative Pathway in Photoinduced Charge Transfer Reactivity (2010)
  • 著者名/発表者名: D. M. Guldi, L. Feng, S. G. Radhakrishnan, H. Nikawa, M. Yamada, N. Mizorogi, T. Tsuchiya, T. Akasaka, S. Nagase, M. A. Herranz, N. Martin
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 ページ: 078-9086
  • DOI: DOI:10.1021/ja101856j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Donor-Acceptor Conjugates of Lanthanum Endohedral Metallofullerene and π-Extended Tetrathiafulvalene (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takano, M. A. Herranz, N. Martin, S. G. Radhakrishnan, D. M. Guldi, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 ページ: 8048-8055
  • DOI: DOI:10.1021/ja100665q
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yb@C_<2n> (n=40, 41, 42): New Fullerene Allotropes with Unexplored Electrochemical Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Lu, Z. Slanina, T. Akasaka, T. Tsuchiya, N. Mizorogi, S. Nagase
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132 ページ: 5896-5905
  • DOI: DOI:10.1021/ja101131e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrated Benzyne Derivatives of La@C_<82> : Addition of NO_2 and Its Positional Directing Effect on the Subsequent Addition of Benzynes (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Lu, H. Nikawa, T. Tsuchiya, T. Akasaka, M. Toki, H. Sawa, N. Mizorogi, S. Nagase
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 49 ページ: 594-597
  • DOI: DOI:10.1002/anie.200905024
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Effect of Atomic Nitrogen on the C_<60> Cage (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nikawa, Y. Araki, Z. Slanina, T. Tsuchiya, T. Akasaka, T. Wada, O. Ito, K.-P. Dinse, M. Ata, T. Kato
  • 雑誌名: S. NagaseChem. Commun 巻: 46 ページ: 631-633
  • DOI: DOI:10.1039/b914624e
  • 査読あり
• [学会発表] 組織化常磁性内包フラーレンの分子変換と電子移動挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広, 赤阪健, 関修平, 谷垣勝己
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] フラーレン科学の新展開:金属内包フラーレンの化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広
  • 学会等名: 群馬大学工学系フロンティアリーダーコース先端研究紹介講座
  • 発表場所: 群馬大学
  • 年月日: 2012-01-16
• [学会発表] 金属内包フラーレンを鍵物質とした有機ドナー分子との超分子系の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広, 青山亮, 佐久間理子, 溝呂木直美, 赤阪健, Dirk M. Guldi, 加藤立久, 永瀬茂
  • 学会等名: 第38回有機典型元素化学討論会
  • 発表場所: 石川県立音楽堂邦楽ホール
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] ナノカーボンの新展開:金属内包フラーレンの化学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広
  • 学会等名: CSJ化学フェスタ新化学技術推進協会奨励研究講演会.将来の化学産業を切り拓く先進技術.
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] Construction of Supramolecular System Based on Endohedral Metallofullerene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya
  • 学会等名: MDF International Workshop : Open-shell Organic Molecules-Synthesis and Electronic Structure Freedom., Umeda Sky Building
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] 湾曲型π共役化合物に基づく超分子系の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広
  • 学会等名: 高次π空間の創発と機能開発第3回若手研究会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2011-07-16
• [学会発表] 組織化常磁性内包フラーレンの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広, 赤阪健, 関修平, 谷垣勝己
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 金属内包フラーレンに基づく超分子系の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広, 赤阪健
  • 学会等名: 筑波大学戦略イニシアティブ(A)「機能物質創製研究拠点」第1回若手シンポジウム
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2011-01-05
• [学会発表] Construction of Supramolecular System Based on Endohedral Metallofullerene (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya
  • 学会等名: Fullerene Silver Anniversary Symposium 2010
  • 発表場所: Crete, Greece
  • 年月日: 2010-10-07
• [学会発表] 金属内包フラーレンを鍵物質とした超分子系の構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広, 横澤裕也, 赤阪健, Dirk M Guldi, 永瀬茂
  • 学会等名: 日本化学会第4回関東支部大会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2010-08-30
• [図書] Wiley-Blackwell, Chichester (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya, T. Akasaka, S. Nagase inChemistry of Nanocarbons, T. Akasaka,F. Wudl, amd S. Nagase Eds
  • 総ページ数: 498
  • 出版者: Recent Progress in Chemistry ofEndohedral Metallofullerenes
• [備考]
  • URL: http://www.tara.tsukuba.ac.jp/~akasakalab/