分子間相互作用に基づく球状π空間の物性制御

基于分子间相互作用控制球形π空间物理性质

• 批准号: 17H06789
• 负责人: 橋川 祥史
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-08-25 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H06789/
• 关键词: フラーレン; 内包フラーレン; 開口フラーレン誘導体; 電子スピン; 緩和時間; 反応性; 金属錯体

本研究課題では，小分子が内包されたフラーレンにおける分子内相互作用の評価を行なうと同時に，金属試薬を用いたフラーレン骨格外部の新しい反応開発を行なうことを目的としている．１）内包水分子とアザフラーレンのカチオンおよびアニオン中心との相互作用評価：アザフラーレン（C59N）の酸化体であるC59N+において，NMR緩和時間を用いて，内包された水分子と骨格上のカチオン中心には静電引力が存在することが明らかとなった．また，Brwon大学 Wang教授との共同研究により，質量分析の原理を用いて真空中でアザフラーレンアニオン（C59N-）の発生を達成し，内包された水分子とアニオン中心とのクーロン相互作用を明らかにした．２）金属触媒を用いたフラーレン骨格外部の構造変換：Pd触媒を用いて，C60骨格上にπ縮環構造を導入することに成功した．この手法は，あらかじめ構造修飾した誘導体を用いることでも適用可能であり，HOMOを制御することにより位置選択的なπ縮環反応が進行することがわかった．さらに，水分子を内包した開口C60誘導体においても反応は同様に進行し，単結晶X線構造解析の結果，内包された水分子の配向は，開口部および縮環構造の導入により静電的な影響を大きく受けることがわかった．

该研究项目的目的是评估含有小分子的富勒烯的分子内相互作用，同时利用金属试剂开发富勒烯骨架外的新反应。 1）评估封装的水分子与氮杂富勒烯的阳离子和阴离子中心之间的相互作用：在C59N+（氮杂富勒烯（C59N）的氧化形式）中，我们使用NMR弛豫时间来评估封装的水分子与骨架上的阳离子中心之间的相互作用已经清楚存在静电吸引力。此外，通过与布朗大学王教授的联合研究，利用质谱原理实现了氮杂富勒烯阴离子（C59N-）的真空生成，并阐明了封装的水分子与我制作的阴离子中心之间的库仑相互作用。它。 2）使用金属催化剂对富勒烯骨架外部进行结构改造：使用Pd催化剂，我们成功地将π稠环结构引入到C60骨架上。该方法也可以通过使用预先进行结构修饰的衍生物来应用，并且发现通过控制HOMO来进行区域选择性π缩合反应。此外，在封装水分子的开放式C60衍生物中，反应以相同的方式进行，并且单晶X射线结构分析的结果是，封装水分子的取向由静电取向决定，这是由于引入了静电取向。发现其对开口和稠环结构影响很大。

项目成果

Encapsulation of an N=O Molecule inside an Open-Cage C60 Derivative

将 N=O 分子封装在开笼 C60 衍生物内

• 发表时间: 2017
• 作者: 篠北 啓介;王 暁凡;宮内 雄平;松田 一成;Pawel Caputa;長谷川 翔大，村田 直輝，橋川 祥史，村田 理尚，若宮 淳志，村田 靖次郎
• 通讯作者: 長谷川 翔大，村田 直輝，橋川 祥史，村田 理尚，若宮 淳志，村田 靖次郎

Molecules inside Fullerenes as Magnetic Probes for the Detection of Specific Intramolecular Interactions

富勒烯内部的分子作为磁性探针检测特定的分子内相互作用

• 发表时间: 2018
• 作者: Yoshifumi Hashikawa;Yasujiro Murata
• 通讯作者: Yasujiro Murata

Palladium-Catalyzed Cyclization: Regioselectivity and Structure of Arene-Fused C60 Derivatives

• DOI: 10.1021/jacs.7b09459
• 发表时间: 2017-11-15
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Hashikawa, Yoshifumi;Murata, Michihisa;Murata, Yasujiro
• 通讯作者: Murata, Yasujiro

Synthesis and properties of open-cage fullerene C60 derivatives: impact of the extended π-conjugation

• DOI: 10.1039/c7qm00449d
• 发表时间: 2018-02-01
• 期刊: MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS
• 影响因子: 7
• 作者: Hashikawa, Yoshifumi;Yasui, Hidefumi;Murata, Yasujiro
• 通讯作者: Murata, Yasujiro

内包フラーレンの単分子接合の電気輸送特性

内嵌富勒烯单分子连接的电传输特性

• 发表时间: 2018
• 作者: 吾郷 浩樹;齋藤理一郎;長 はる菜，藤井 慎太郎，木口 学，橋川 祥史，村田 靖次郎
• 通讯作者: 長 はる菜，藤井 慎太郎，木口 学，橋川 祥史，村田 靖次郎