金属内包フラーレンの誘導化とその配列制御

内嵌金属富勒烯的衍生化及其排列控制

• 批准号: 07J00570
• 负责人: 山田 道夫
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00570/
• 关键词: 金属内包フラーレン; 化学修飾; NMR常磁性シフト

本研究では当該年度において、金属内包フラーレンCe_2@C_<72>およびCe_2@C_<78>の合成に成功し、その単離およびキャラクタリゼーションを行なった。大量合成については、アーク放電装置を用い、Ce含有カーボンロッドを陽極としてアーク放電を行なうことにより達成した。NMR測定および理論計算により、Ce_2@C_<72>は従来のフラーレンが従う孤立五員環則には従わない構造を有することが明らかになった。常磁性NMRシフト解析によりCe原子の位置を調べたところ、五員環が隣り合ったフユーズドペンタゴン構造に面して静止していることが明らかとなった。また、電気化学測定により、Ce_2@C_<72>は従来の金属内包フラーレンと比べて非常に大きなHOMO-LUMOギャップを有することを見い出した。同様にCe_2@C_<78>について調べたところ、孤立五員環則を満たすD_<3h>構造であり、Ce原子は3回軸上に静止していることが明らかとなった。Ce_2@C_<78>については化学反応性を調べたところ、ケイ素化合物であるジシリランと反応がスムーズに進行し、一種類のケイ素化体を合成できることが明らかになった。ケイ素化体についても常磁性NMRシフト解析を行なったところ、Ce原子の位置はケイ素化の前後でほとんど変わらないことが明らかとなった。これはこれまでに見出してきたCe_2@C_<80>の場合とは大きく異なる結果であり、金属原子の配向制御を考えていく上で非常に重要な成果である。さらにケイ素化体については単結晶の作製に成功し、X線結晶構造解析により構造を明らかにした。とくに配列構造を調べたところ、フラーレンケージおよび内部の金属原子が一次元的に配列した構造であることが明らかになった。これはフラーレンの配列制御だけでなく、金属原子の配列制御も同時に達成された例として本研究のねらいとして非常に重要な成果である。

This study で は when the annual に お い て, metal insourcing フ ラ ー レ ン Ce_2 @ C_ < 72 > お よ び Ce_2 @ C_ < 78 > の synthetic に し success, そ の 単 from お よ び キ ャ ラ ク タ リ ゼ ー シ ョ ン を line な っ た. A large number of synthetic に つ い て は, ア ー ク を い, discharge device containing Ce カ ー ボ ン ロ ッ ド を anode と し て ア ー ク discharge line を な う こ と に よ り reached し た. NMR measurement お よ び theoretical calculation に よ り, Ce_2 @ C_ < 72 > は 従 to の フ ラ ー レ ン が 従 う isolated five-membered ring is に は 従 わ な い a す を construction る こ と が Ming ら か に な っ た. Often magnetic NMR シ フ ト parsing に よ り Ce atomic の place を べ た と こ ろ, five membered ring が 隣 り close っ た フ ユ ー ズ ド ペ ン タ ゴ ン に surface し て static し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, electric chemical determination に 気 よ り, Ce_2 @ C_ < 72 > は 従 の metal insourcing フ ラ ー レ ン と than べ て very big に き な HOMO, LUMO ギ ャ ッ プ を have す る こ と を see い out し た. With others in に Ce_2 @ C_ < 78 > に つ い て adjustable べ た と こ ろ, isolated five-membered ring is を against た す D_ < 3 h > structure で あ り, Ce atomic は 3 shaft に back stationary し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. Ce_2 @ C_ < 78 > に つ い て は chemical anti 応 sex を adjustable べ た と こ ろ, ケ イ element compounds で あ る ジ シ リ ラ ン と anti 応 が ス ム ー ズ に し, a species の ケ イ element mineralization body を synthetic で き る こ と が Ming ら か に な っ た. ケ イ element mineralization body に つ い て も paramagnetism NMR シ フ ト parsing line を な っ た と こ ろ position, Ce atomic の は ケ イ element before and after the change の で ほ と ん ど - わ ら な い こ と が Ming ら か と な っ た. こ れ は こ れ ま で に shows し て き た Ce_2 @ C_ < 80 > の occasions と は big き く different な る results で あ り, metal atoms の match to the system of imperial を exam え て い く で very important な に results on で あ る. さ ら に ケ イ element mineralization body に つ い て は 単 に し success the crystallization の cropping, X-ray crystal structure analytic に よ り tectonic を Ming ら か に し た. と く に match column structure を adjustable べ た と こ ろ, フ ラ ー レ ン ケ ー ジ お よ び internal の metal atoms が a yuan に match column し た tectonic で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. こ れ は フ ラ ー レ ン の match column suppression だ け で な く の, metal atoms with column suppression も に at the same time to achieve さ れ た example と し て in this study の ね ら い と し て very important な に results で あ る.

项目成果

Metal atoms collinear with the spiro carbon of 6,6-open adducts, M2@C80(Ad) (M = La and Ce, Ad = adamantylidene).

• DOI: 10.1021/ja073924w
• 发表时间: 2008-01
• 期刊: Journal of the American Chemical Society
• 影响因子: 15
• 作者: M. Yamada;Chika I. Someya;T. Wakahara;T. Tsuchiya;Y. Maeda;T. Akasaka;K. Yoza;E. Horn;Michael T. H. Liu

Spectroscopic and Theoretical Study of Endohedral Dimet allofullerene Having Non-IPR Fullerene Cage : Ce_2@C_<72>

具有非 IPR 富勒烯笼的内嵌二甲基异富勒烯的光谱和理论研究：Ce_2@C_<72>

• 发表时间: 2008
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry A 112
• 作者: Michio Yamada;et al.
• 通讯作者: et al.

Positional Control of Encapsulated Atoms Inside a Fullerene Cage by Exohedral Chemical Functionalization

通过外面化学功能化对富勒烯笼内封装原子的位置控制

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Yamada;C. Someya;T. Wakahara;T. Tsuchiya;T. Akasaka;Y. Maeda;K. Yoza;N. Mizorogi;S. Nagase
• 通讯作者: S. Nagase

化学修飾によるフラーレンケージに内包された金属原子の配向制御

通过化学修饰控制富勒烯笼中金属原子的取向

• 发表时间: 2007
• 作者: 山田 道夫;ほか
• 通讯作者: ほか