内包された小分子によるフラーレンπ共役系の物性制御

使用封装小分子控制富勒烯 π 共轭体系的物理性质

• 批准号: 20038030
• 负责人: 村田 靖次郎
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20038030/
• 关键词: フラーレン; 水素分子; 内包フラーレン; アントラセン; 環化付加; 平衡定数

フラーレンC70の内部に1個または2個の水素分子が内包された場合、フラーレンπ共役系がどのような影響を受けるかに興味がもたれる。そこで、最近当研究室で合成された水素内包C70の外側への付加反応を検討した。(H2)2@C70、H2@C70、C70の混合物(モル比,2:70:28)と0.44当量の9, 10-dimethylanthracene(DMA)をo-dichlorobenzene-d4(ODCB-d4)に溶解させ、30、40、50℃における平衡混合物の1H-NMRスペクトルを測定した。その結果、DMAの付加により生成した(H2)2@1およびH2@1の内包水素がδ21.80およびδ22.22に観測され、いずれも未反応の(H2)2@C70(δ23.80)およびH2@C70(δ23.97)のものより低磁場にシグナルを与えることがわかった(化合物1は、C70とDMAの付加体)。これらの内包水素のシグナル比ならびに1H-NMRより見積もった未反応DMAの濃度から、各温度の平衡定数K1およびK2を算出し、ファントホッフの式よりΔG1およびΔG2をそれぞれ計算した(Table1)。その結果、K2はK1より約15〜19%小さいことがわかった。すなわち、内包水素分子の個数により反応の原系と生成系のエネルギー差が影響を受けることが明らかとなった。

有趣的是，当富勒烯 C70 内部包含一两个氢分子时，π 共轭富勒烯系统会受到怎样的影响。因此，我们研究了我们实验室最近合成的含氢C70的外部加成反应。将(H2)2@C70、H2@C70、C70（摩尔比为2:70:28）和0.44当量的9,10-二甲基蒽（DMA）的混合物溶解在邻二氯苯-d4（ODCB-d4）中平衡混合物的 1H-NMR 谱在 30、40 和 50°C 下测量。结果，在δ21.80和δ22.22处观察到通过添加DMA生成的(H2)2@1和H2@1封装的氢，并且未反应的(H2)2@C70(δ23.80)和H2@发现 C70 (δ23.97) 在比 (δ23.97) 更低的磁场中发出信号（化合物 1 是 C70 和 DMA 的加合物）。根据这些封入的氢的信号比和通过 1 H-NMR 估算的未反应的 DMA 浓度，计算出各温度下的平衡常数 K1 和 K2，并分别根据 Van't Hoff 方程计算出 ΔG1 和 ΔG2（表​​ 1）。结果显示，K2 比 K1 小约 15-19%。换句话说，已经清楚的是，原始系统和反应产物系统之间的能量差受到封装的氢分子数量的影响。

项目成果

Synthesis of Endohedral Open-Cage Fullerenes and Studies on Non-Covalent Interaction between Encapsulated Species and Fullerene Cage

内嵌开笼富勒烯的合成及封装物质与富勒烯笼之间非共价相互作用的研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Yasujiro Murata;Shih-Ching Chuang;Michihisa Murata;Koichi Komatsu
• 通讯作者: Koichi Komatsu

Synthesis and Reaction of Fullerene C70 Encapsulating Two Molecules of H2

• DOI: 10.1021/ja8076846
• 发表时间: 2008-11-26
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Murata, Michihisa;Maeda, Shuhei;Komatsu, Koichi
• 通讯作者: Komatsu, Koichi