内包された小分子によるフラーレンπ共役系の物性制御

使用封装小分子控制富勒烯 π 共轭体系的物理性质

• 批准号: 19029021
• 负责人: 村田 靖次郎
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19029021/
• 关键词: フラーレン; 内包フラーレン; 分子手術法; 水素分子; 開口部

中空のフラーレン骨格内部に小分子・原子・金属イオン等が閉じこめられた内包フラーレンは従来法では純粋な物質の大量合成が困難である。本研究では、比較的安価に得られる空のフラーレンを原料として、フラーレン骨格に穴を開け、そこから小分子や金属イオンを導入した後、穴を閉じるという、いわば「分子手術」とも言える手法によって、新しい内包フラーレンを有機化学的手法により合成し、新規物性の発現を目指した。13員環開口部をもつ開口C_<60>誘導体に対してNaBH_4を反応させると、開口部が部分的に縮小された化合物が得られた。この反応を利用することによって、開口フラーレン内部にヘリウム原子を35%程度の内包率で閉じ込めることができた。また、小分子を内包させた後に開口部を修復することにより、He, H_2, D_2を内包したC_<60>を合成し、小分子とフラーレン骨格との相互作用を^<13>C NMRを用いて検討した。さらに、水素分子を内包したフラーレンカチオンCHCl_2-H_2@C_<60>^+ならびにアニオンl-octynyl-C_<60>^-を有機溶媒中で発生させ、内包水素分子のNMRシグナルを観測したところ、-2.89ppmならびに-0.60ppmに鋭い一重線が観測された。これは、カチオンやアニオン内部においても、元のフラーレン固有の芳香族性が保持されており、電荷が水素分子の運動には大きな影響を及ぼさないことを示している。一方、8員環の開口部をもつ誘導体と(Ph_3P)_4Pdとの反応を検討したところ、開口部から離れた位置でPdがη^2-錯体を形成していることが判明した。また、数段階の化学反応を用いて、対称性の高い開口フラーレンの新規合成法の開発を行い、その高効率化に取り組んだ。

强烈的富勒烯，其中小分子，原子，金属离子等被困在空心的富勒烯骨架内，很难以常规方法合成纯物质。在这项研究中，我们使用相对廉价地获得的空富勒烯作为原材料，在富勒烯骨骼中钻孔，从那里引入小分子和金属离子，然后从那里钻出孔，然后从那里钻出孔，然后从那里钻孔，然后关闭孔，然后关闭新的物理特性。 NABH_4与光圈C_ <60>衍生物与13元环开口的反应产生了一种化合物，并部分降低了开口。通过利用这种反应，氦原子可以以约35％的含比率捕获在开放式富勒烯中。此外，通过修复封装小分子后的开口，c_ <60>包含He，h_2和d_2的C_ <60>使用 ^<13> c nmr研究了小分子与富勒烯骨架之间的相互作用。此外，在有机溶剂中产生了富烯烯烃阳离子chcl_2-h_2@c_ <60>^+和阴离子l-octynyl-c_ <60>^ - 含有氢分子的含有氢分子，并观察到包含的氢分子的NMR信号，并观察到尖锐的单线，并在-2.89 ppm和-2.89 ppm和-2.89 ppm和-2.89 ppm和-2.89 ppm和-20 ppm和-20 ppm。这表明原始富勒烯的芳香性即使在阳离子和阴离子内也可以保留，并且电荷对氢分子的运动没有重大影响。另一方面，当研究了具有8元环开口和（ph_3p）_4pd的衍生物之间的反应时，发现PD在远离开口的位置上形成η^2-complex。此外，使用几个化学反应阶段，我们开发了一种合成高度对称开放式富勒烯的新方法，并致力于提高其效率。

项目成果

Electrochemistry of an open-cage fullerene embedded in a film of hydrophobic ammonium ion on an electrode

• DOI: 10.1021/jp070459g
• 发表时间: 2007-04
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kenichi Watanabe;M. Komatsu;Y. Niidome;M. Murata;Y. Murata;K. Komatsu;N. Nakashima

Synthesis of Endohedral Open-Cage Fullerenes and Studies on Non-Covalent Interaction between Encapsulated Species and Fullerene Cage

内嵌开笼富勒烯的合成及封装物质与富勒烯笼之间非共价相互作用的研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Yasujiro Murata;Shih-Ching Chuang;Michihisa Murata;Koichi Komatsu
• 通讯作者: Koichi Komatsu

Can H2 inside C60 communicate with the outside world?

• DOI: 10.1021/ja076104s
• 发表时间: 2007-11
• 期刊: Journal of the American Chemical Society
• 影响因子: 15
• 作者: J. López-Gejo;A. Martí;M. Ruzzi;S. Jockusch;K. Komatsu;Fumiyuki Tanabe;Y. Murata;N. Turro

Efficient Synthesis of Open-Cage Fullerene Derivative Having 16-Membered-Ring Orifices

16元环孔开笼富勒烯衍生物的高效合成

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. 0rg. Chem. 72
• 作者: Roubelakis;M. M.;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Fine Tuning of the Orifice Size: Synthesis and Properties of Selenium-Containing Open-Cage C60

孔口尺寸的微调：含硒开笼式 C60 的合成与性能

• 发表时间: 2007
• 作者: Lopez-Gejo;J.;et. al.;Yasujiro Murata;村田靖次郎;Yasujiro Murata et al.;Yasujiro Murata et al.
• 通讯作者: Yasujiro Murata et al.