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多彩な化学種を内包できる開口フラーレンの有機合成ならびに物性探索

含有多种化学物质的开放富勒烯的有机合成及物性探索

基本信息

批准号：
14J04983
负责人：
二子石師
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

フラーレンC60は内径約4 Åの中空構造をもち，その空間は水分子などの小分子を内包するのに最適な大きさである．もし，望みの小分子を自在に内部に導入することができれば，外界から完全に隔離された単分子としての性質を研究する理想的な分子となることが期待される．本研究では，酸素分子 (O2) の導入を検討した．開口体へのO2の導入は，粉末に高圧のO2ガスを室温で接触させることで進行した．さらに，開口部上のカルボニル基を還元することで，O2を骨格内部に閉じ込めることに成功した．またHPLCを用いた精製により，酸素分子内包体を単離することができた．続いて，酸素分子内包体の基礎特性評価をおこなった．1H NMRを測定した結果，水分子内包体のスペクトルと比較して，著しくブロードなシグナルを与えることがわかった．これは内包されたO2の常磁性に起因していると考えられる．また，ESR測定の結果，内包されたO2の三重項間の遷移に由来するシグナルが明確に観測され，酸素分子内包体が基底三重項をもつことが示された．磁化率測定においては，反強磁性転移を伴わない常磁性の振る舞いが観測され，キュリー・ワイスの法則に従うことがわかった．これは，多孔質錯体 (PCP) およびカーボンナノチューブ (SWCNTs) 中に内包されたO2が，分子間で反強磁性の相互作用を示す結果とは明瞭に異なり，O2がフラーレン骨格により効果的に隔離されていることを示している．さらに，酸素分子内包体は前述のPCPおよびSWCNTsと比較して，3 Kという低温において19倍以上の最大磁化率を示し，高いスピン密度を保持していることがわかった．また，内包されたO2は溶液および固体状態において，特徴的な近赤外発光を示し，理論計算の結果と組み合わせることで，O2の束縛された運動がその発光に関与していることが示唆された．

C60 has a hollow structure with an inner diameter of about 4 mm, and the space is suitable for water molecules and small molecules. It is hoped that small molecules will be introduced from the inside and completely isolated from the outside. In this study, the introduction of acid molecule (O2) was investigated. O2 is introduced into the open body, and the powder is exposed to high pressure O2 at room temperature. The opening part of the box is closed. HPLC is used to purify and purify the intramolecular inclusion of acid. The basic properties of acid molecular inclusions were evaluated. 1H NMR measurements showed that the molecular inclusions of water were compared with each other. The magnetic properties of O2 in the interior of the shell are due to the magnetic properties of O2. The ESR measurement results show that the transfer mechanism between the triplet terms of the inclusion O2 and the base triplet terms of the inclusion O2 is clearly detected. Susceptibility measurements are based on the antiferromagnetic shift and the principle of magnetization. The results show that O2 is included in porous complexes (PCPs) and the molecular antiferromagnetic interactions are isolated from each other. In addition, the intramolecular inclusion of acid has a maximum magnetic susceptibility of more than 19 times that of PCP and SWCNTs at 3 K, and the density of SWCNTs remains high at 3 K. In this paper, we present the theoretical calculation results of O2 in solution and solid state.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

開口フラーレンへのメタノール分子の導入とそのX線構造

甲醇分子引入开放富勒烯及其X射线结构

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Zhang Rui;Futagoishi Tsukasa;Murata Michihisa;Wakamiya Atsushi;Murata Yasujiro;二子石師，村田理尚，若宮淳志，村田靖次郎;二子石師，村田理尚，若宮淳志，村田靖次郎;二子石師，村田理尚，若宮淳志，村田靖次郎
通讯作者：
二子石師，村田理尚，若宮淳志，村田靖次郎

ボウル型C60誘導体の小分子内包挙動

碗状C60衍生物的小分子包合行为