フラーレン/ランタニド金属系による機能分子の創製

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ランタニド金属原子をフラーレンの炭素ケージの中に入れたLa@C_<82>は、種々の電子移動を伴う炭素求核試薬に対して、高反応性を有することが期待された。カルバニオン等の反応による官能基化したランタニド金属内包フラーレン誘導体を合成し、その電子的特性をレドックス電位、ESRスペクトルの測定により明らかにした。さらに、金属ド-ピングによるフラーレンの電子構造の変化による新しい電子的特性の発現機構の解明した。異なる金属原子を内包した時には、反応性はどのように変化するかを調べるために、Ip、Ea及び酸化還元電位から予想される電子的特性を基に、Gd@C_<82>の化学修飾を試みた。二個の金属原子をケージの中に入れた場合の電子的特性が、反応性に及ぼす影響を調べるために、二金属内包フラーレン(La_2@C_<80>、Sc_2@C_<84>)を用いた。La_2@C_<80>はLa_2@C_<82>やGd@C_<82>の一金属内包フラーレンと同様な化学的挙動を示すかを見るために、La_2@C_<80>のab initio計算により、HOMO,LUMOレベルを求め、さらに、酸化還元電位を測定した。Sc_2@C_<84>についても、化学修飾の実験と理論計算との比較検討を行った。金属内包フラーレンの反応性を制御しているのはケージ内の金属の数であるのか、また、それらの電子的特性(酸化還元電位、イオン化電位、電子親和力、HOMO、LUMO)によるのかを解明した。