常磁性物質を内包したπ電子ナノ空間の組織化と機能

含有顺磁性材料的π电子纳米空间的组织和功能

基本信息

批准号：
20045002
负责人：
土屋敬広
金额：
$ 2.94万
依托单位：
University of Tsukuba
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 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

近年π電子系化合物は分子エレクトロニクス素子や単一分子デバイスをはじめ、磁気的、光学的機能材料としても注目され、基礎および応用研究が精力的に展開されている。次世代を切り拓く革新的な電子・光・磁気機能を有する物質の創出を図るため、本研究では巨大π電子ナノ空間を有するフラーレン内部に常磁性物質を内包した常磁性内包フラーレンに着目し、その分子変換による構造および電子特性の制御を行うことを目標としている。得られた常磁性内包フラーレン誘導体の組織化を行うことで高次に設計された配列ナノ空間を創製し、革新的バルク機能を有する材料の創製が期待される。平成21年度は前年度に引き続き金属内包フラーレンLa@C_<82>の大量合成を行った。次に得られたLa@C_<82>に対しアゾメチンイリドとの[2+3]環化付加反応を用いることによって金属錯体の配位子として広く用いられているピリジン部位を高効率、高選択に導入できることが明らかとなった。付加体の単離はESR、HPLCおよび質量分析によって確認を行った。また、可視-近赤外吸収スペクトルの比較により、本付加体はLa@C_<82>とシクロペンタジエンとの[2+4]環化付加体と同じ付加位置であることが明らかとなった。さらに得られた金属内包フラーレン配位子は溶液中完全縮環亜鉛ポルフィリン二量体と3:1錯体を形成することが示唆された。この超分子錯体における常磁性内包フラーレン同士の相互作用については大変興味深い。

近年来，π电子化合物作为具有磁和光学功能的材料，包括分子电子元件和单分子器件而受到人们的关注，基础和应用研究正在蓬勃开展。为了创造具有创新电子、光学和磁性功能的材料，为下一代铺平道路，这项研究重点关注顺磁性内嵌富勒烯，这种顺磁性物质封装在富勒烯内部，具有巨大的π电子纳米空间。目标是通过分子转变来控制其结构和电子特性。通过组织所获得的顺磁性内嵌富勒烯衍生物，可以创建高度设计的阵列纳米空间，这有望导致具有创新体功能的材料的创建。 2009年度，继上年之后，我们进行了内嵌金属富勒烯La@C_<82>的大规模合成。接下来，通过在所获得的La@C_<82>上与偶氮甲碱叶立德进行[2+3]环加成反应，高效且高选择性地生成广泛用作金属配合物配体的吡啶部分。已经明确可以将其引入通过 ESR、HPLC 和质谱法确认加合物的分离。可见光和近红外吸收光谱的比较表明，该加合物与La@C_82和环戊二烯的[2+4]环加合物具有相同的加成位置。此外，表明所获得的内嵌金属富勒烯配体与溶液中完全熔融的锌卟啉二聚体形成3:1的配合物。这种超分子复合物中顺磁性内嵌富勒烯之间的相互作用非常有趣。