開口フラーレン-内包種の拡張・検出・制御-

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開ロフラーレン(フラーレン結合を化学的に切断して得られる穴のあいたフラーレン)は、開口部を通じてフラーレン内部空間へ小分子を封入することが可能である。研究が先行している完全に閉じた形状の分子あるいは金属内包フラーレンと異なり、開ロフラーレンに封入した基質は、可逆的に取り出すことが可能である。このため、新たなフラーレンホストーゲスト化学としての研究展開、検出・貯蔵材料としての応用が期待されている。本研究は、近年申請者らが開発した巨大開口部をもつ開口フラーレンを基盤化合物とし、封入報告例のない化合物群の封入、さらに封入(ON)・排出(OFF)の電子・光学的な検出と制御を目的とするものである。研究の第一目標である内包種の拡張について、本年度はこれまでに本研究で封入に成功した高周期希カスの封入効率改善、分離精製、封入・排出特性解明、基質適用限界に関する実験を実施した。このうち、分離精製について、基質によってはHPLCで空の開口フラーレンとの分離、すなわち内包率の向上が可能であることを本年度の実験で新たに確認した。第二の目標である封入・排出の検出については、封入した基質の種類により開口フラーレン上の置換基の^1H NMR化学シフト値が異なること、これにより測定容易な^1H NMRで内包基質の識別、並びに内包率の算出が可能であることを明らかとした。引続き、発光素子との複合化による可視領域でのON/OFF検出について研究を進める予定である。なお、当初目標としていた封入・排出の制御については、内包種拡張に伴うデータ集積に予定を上回る時間を要したため、本研究期間内の実施には至らなかった。