位置選択的に合成したフラーレン誘導体等をモノマーとした2次元組織体の構築と機能

以区域选择性合成的富勒烯衍生物为单体的二维结构的构建和功能

• 批准号: 09232208
• 负责人: 西村 淳
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09232208/
• 关键词: フラーレン; オルトキノジメタン誘導体; Diels-Alder反応; 付加位置の制御; LB膜; ビスフェノール体; 水素結合; HLB値

フラーレン及びその誘導体の機能発現のためには、単結晶のように分子を整然と並べること、少なくとも2次元パターンの構築が必要である。さらに、フラーレンが高価なため汎用材料として用いることは非現実的であるので、局所的な箇所への応用が予想され、その量もできる限り少量になることが望ましい。従って、これらの条件を満たした材料化を行うには、フラーレンの薄膜化が不可欠な技術であると考えられる。我々は架橋鎖を用いて位置選択的・立体選択的な両親媒性[60]フラーレンビスフェノール体の合成に成功しているので、それら両親媒性フラーレン誘導体体のラングミュア膜形成能を比較検討した。市販のLB膜作成装置を用いて、ビス体のベンゼン溶液を角型水槽の水面に展開し、可動性仕切りで表面圧を制御しラングミュア膜を調製し、その安定性を面積・表面圧曲線から測定したところ、ビスフェノール体においては、モノフェノール体に比べ、いずれも膜の安定性に向上が見られ、(A_1,H_1)体)A_1,H_1)体においてフラーレンの断面積に等しい100平方オングストローム程度の極限分子占有面積が観測された。また、(A_1,D_1)体において、展開溶媒であるベンゼン中で、予め強固に分子内水素結合をしていることがプロトンNMRスペクトルから確認された。分子内水素結合が水分子との溶媒和を妨げる結果、(A_1,D_1)体のラングミュア膜形成能は(A_1,C_1)体や(A_1,H_1)体と比較して低下する。このようにフェノール残基の個数、あるいは付加位置の違いにより明らかに異なった挙動を示し、膜形成能に差異が認められた。

为了表达富勒烯及其衍生物的功能，需要将分子像单晶体一样有序排列，并构建至少二维图案。此外，由于富勒烯价格昂贵，并且将其用作通用材料是不现实的，因此期望将其应用于局部区域，并且希望其用量尽可能小。因此，为了制造满足这些条件的材料，将富勒烯制成薄膜被认为是必不可少的技术。由于我们已经使用交联链成功合成了区域选择性和立体选择性两亲性[60]富勒烯双酚，我们比较了这些两亲性富勒烯衍生物的朗缪尔成膜能力。使用市售的LB膜制备装置，将双苯溶液铺在矩形水族箱的水面上，用活动隔板控制表面压力，制备朗缪尔膜，并从面积/测量表面压力曲线时，检测到双酚的气味。与单酚形式相比，两种情况下薄膜的稳定性均得到提高，且(A_1,H_1)形式)A_1,H_1)形式的极限分子占据面积约为100平方埃，等于观察富勒烯的横截面积。另外，从质子NMR谱证实，(A_1，D_1)形式在展开溶剂苯中已经具有强的分子内氢键。由于分子内氢键阻止了与水分子的溶剂化，(A_1,D_1)异构体的朗缪尔成膜能力低于(A_1,C_1)和(A_1,H_1)异构体。如上所述，根据苯酚残基的数量或添加位置，观察到明显不同的行为，并且观察到成膜能力的差异。

项目成果

M.Taki: "Synthesis of Polyesters Containing[60]Fullerene Moiety in the Main Chain by Mild Surface Condensation Method" Polym.J.29. 1020-1022 (1997)

M.Taki：“通过温和表面缩合法合成主链中含有[60]富勒烯部分的聚酯”Polym.J.29。

M.Taki: "Selective Functionalization on [60] Fullerene Governed by Tether Length" J.Am.Chem.Soc.109. 926-932 (1997)

M.Taki：“受系链长度控制的 [60] 富勒烯的选择性功能化”J.Am.Chem.Soc.109。

S.Inokuma: "Photochemical Synthesis of Diazacryptophane" Chem.Lett.in press. (1998)

S.Inokuma：“二氮杂加密烷的光化学合成”Chem.Lett.in press。

Y.Nakamura: "Fullerene-Vol.4: Recent Advances in the chemistry and physics of fullerenes and related materials" Ed.by K.M.Kadish and R.S.Ruoff,Electrochemical Society,Inc., 1248(37-44) (1997)

Y.Nakamura：“富勒烯-Vol.4：富勒烯及相关材料的化学和物理的最新进展”K.M.Kadish 和 R.S.Ruoff 编辑，电化学协会，Inc.，1248(37-44) (1997)

Y.Nakamura: "Effects of Oligooxyethylene Linkage on Intramolecular[2+2]Photocycloaddition of Styrene Derivatives" J.Phys.Org.Chem.11. 1-5 (1998)

Y.Nakamura：“低聚氧乙烯键合对苯乙烯衍生物分子内[2 2]光环加成的影响”J.Phys.Org.Chem.11。