フラーレンの化学反応と電子材料への応用

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C_<60>の付加反応を調べた。C_<60>とメタクロロ過安息香酸との反応で、C_<60>に酸素原子が付加することを見いだした。酸素2付加体を単離し、その^<13>C-NMRスペクトルから、生成物はCs対称性をもつことを明らかにした。これには3つの候補がある。C_<60>とo-ジメトキシベンザインとの1:1付加体の単結晶を作成し、結晶構造解析を行なった。ベンザインはC_<60>の6員環・6員環縮合部分に付加して、シクロブタン環を形成することを証明した。付加したC_<60>部分のC-C結合距離は1.645Åと異常に長いことがわかった。この研究はC_<60>の2+2環化付加反応生成物の結晶構造解析の最初の成功例である。C_<60>誘導体のスピンラベル分子としての応用、あるいは磁性への展開を念頭に置いて、C_<60>に2、2、6、6-テトラメチルピペリジン-1-オキシルラジカル(TEMPO)が付加した分子を合成した。1:1付加体をマルチ付加体から単離し、各種スペクトルから推定した結果、この分子はC_<60>の5員環・6員環縮合部分に付加し、もとの結合は開いていることがわかった。この分子のCVを測定した結果、還元電位はC_<60>にほぼ近く、C_<60>部分の共役が維持されていることを示した。酸化電位はTEMPOそのものより若干大きく、C_<60>の電子吸引性によると思われる。C_<60>の各種ジハロカルベン1:1付加体を単離し、各種のマススペクトル(FAB、ESI、MALDI、LD)を測定した。フラグメンテーションはLD、FAB、MALDIの順番に大きかったが、ESI法では親イオンピークのみ観測された。LDMSではオリゴマー化がおこり、C_<2n>(2n=122〜132と184〜196)のシグナルが観測された。