金属内包フラーレンの反応制御:高選択付加反応の開発

内嵌金属富勒烯的反应控制：高选择性加成反应的发展

• 批准号: 16750029
• 负责人: 前田 優
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Tokyo Gakugei University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750029/
• 关键词: フラーレン; 金属内包フラーレン; 有機ラジカル; 磁性材料; 環化付加反応; 可逆反応; 分子変換; カルベン

内包フラーレンは、フラーレンの内部空間に金属原子やヘテロ原子等を包接した非常に興味深い構造の分子である。金属内包フラーレン類はフラーレンケージと内包金属の間での電子移動に由来する特異な電子構造を有し、内包する金属の種類や数によって常磁性分子あるいは反磁性分子となる。金属内包フラーレンのプロトタイプであるLa@C_<82>は、電子移動によりLa(3+)C_<82>(3-)の電子構造を有しており、C_<82>炭素ケージ上にスピンを持つ常磁性分子である。有機化合物による磁性体材料は、加工の容易さや軽量化し得る等の利点があり、磁気メモリーやナノデバイスへの応用が期待されている。平成17年度の研究では、常磁性金属内包フラーレンであるLa@C82の新規分子変換法の開発を行った。高選択分子変換法の開発を目的として、La@C_<82>とシクロペンタジエンの付加反応を検討したところ、高収率で位置選択的に付加反応が進行することを見いだした。この反応は定量的に可逆反応が進行し、原料であるLa@C_<82>が得られることが明らかとなった。さらに、逆反応の反応速度を決定するとともに、その熱力学的パラメータを実験的に求めることに成功した。本反応を利用することで、金属内包フラーレンの新規分離法や位置選択的付加反応への応用が期待できる。常磁性金属内包フラーレンM@C82(M:Y,La,Ce,)の化学還元化学酸化法を開発した。合成したイオン種の分子変換法を検討したところ、イオン種に変換することで化学反応性を制御することに成功した。核磁気共鳴法により金属内包フラーレンイオン種の構造解析を行った。

Insourcing フ ラ ー レ ン は, フ ラ ー レ ン の internal space に metal atoms や ヘ テ ロ atoms such as を inclusion し た very deep に tumblers い の molecules で あ る. Metal insourcing フ ラ ー レ ン class は フ ラ ー レ ン ケ ー ジ と insourcing between metal の で の electronic mobile に origin す る specific な electronic structure を し, insourcing す る number of types of metal の や に よ っ て magnetic molecules often あ る い は diamagnetic molecules と な る. Metal insourcing フ ラ ー レ ン の プ ロ ト タ イ プ で あ る La @ C_ < 82 > は, electronic mobile に よ り La C_ (3 +) < 82 > (3 -) の electronic structure を has し て お り, C_ < 82 > carbon ケ ー ジ on に ス ピ ン を hold つ magnetic molecules often で あ る. Organic compounds に よ る magnetic material は, easy processing の さ や quantitative 軽 し must る の tartness が あ り, magnetic 気 メ モ リ ー や ナ ノ デ バ イ ス へ の 応 with が expect さ れ て い る. In the 17th year of the Heisei era, <s:1> research on で で and the development of a new regulation on the molecular transformation method for the inner packaging of ferromagnetic metals フラ レ レ である であるLa@C82 were carried out を and った were conducted. High molecular - sentaku switch method の 発 を purpose と し て, La @ C_ < 82 > と シ ク ロ ペ ン タ ジ エ ン の plus the 応 を beg し 検 た と こ ろ position, high rate of 収 で sentaku に plus the 応 が for す る こ と を see い だ し た. こ の anti 応 は quantitative に can reverse 応 が し, raw material で あ る La @ C_ < 82 > が must ら れ る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, negative 応 の anti 応 speed を decided す る と と も に, そ の thermodynamic パ ラ メ ー タ を be o 験 に め る こ と に successful し た. The anti 応 を using す る こ と で, metal insourcing フ ラ ー レ ン の new rules separation や position sentaku plus anti 応 へ の 応 with が expect で き る. The inner coating of a constant magnetic metal is フラ, レ, M@C82(M:Y,La,Ce) フラ chemical reduction chemical acidification method を development フラ. Synthetic し た イ オ ン の molecules - exchange method を beg し 検 た と こ ろ, イ オ ン kind に variations in す る こ と で chemical anti 応 sex を suppression す る こ と に successful し た. Nuclear magnetic resonance (NMR) method によ <s:1> metal inner package フラ によ レ レ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> structural analysis を rows った.

项目成果

Reduction of endohedral metallofullerenes: A convenient method for isolation

• DOI: 10.1021/cm040062e
• 发表时间: 2004-11-02
• 期刊: CHEMISTRY OF MATERIALS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Tsuchiya, T;Wakahara, T;Kadish, KM
• 通讯作者: Kadish, KM

Photophysical and photochemical properties of the La@C82 anion

La@C82阴离子的光物理和光化学性质

• 发表时间: 2005
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: 藤塚 守;伊藤 攻;前田 優;他6名
• 通讯作者: 他6名

Chemical reactivities of the cation and anion of M@C82 (M = Y, La, and Ce)

• DOI: 10.1021/ja043986b
• 发表时间: 2005-02-23
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Maeda, Y;Miyashita, J;Kadish, KM
• 通讯作者: Kadish, KM

2D NMR characterization of the La@C82 anion

• DOI: 10.1002/anie.200500039
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Tsuchiya, T;Wakahara, T;Nagase, S
• 通讯作者: Nagase, S

Isolation and characterization of a carbene derivative of La@C82

• DOI: 10.1021/ja0316115
• 发表时间: 2004-06-09
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Maeda, Y;Matsunaga, Y;Yamamoto, K
• 通讯作者: Yamamoto, K